Histórico do Motor DV6: Por que a PSA mudou de 16 válvulas para 8 válvulas

Histórico do Motor & Análise Técnica

Em 2010, a Peugeot começou a substituir o familiar HDi 110 1.6 por um novo HDi 112 1.6 em modelos como o 207 e 308.

O anúncio soou quase rotineiro: mais dois cavalos de potência, mais torque, transmissão de seis marchas e conformidade com a Euro 5. Na ficha de especificações do veículo, parecia o tipo de atualização de meio de ciclo que raramente muda o histórico de um motor.

Mas um motor normalmente não precisa de mais da metade de suas peças redesenhadas para ganhar 2 cv.

A cilindrada permaneceu em 1.560 cm³, e o motor ainda pertencia à família DV6, embora o cabeçote do cilindro tenha passado de 16 para 8 válvulas. A taxa de compressão caiu de 17,5:1 para 16,0:1. A bacia do pistão ficou cerca de 10% mais larga, o redemoinho no cilindro foi reduzido em quase 10%, os injetores solenóides de seis furos deram lugar a injetores piezoelétricos de sete furos, e a pressão dos trilhos subiu de 1.600 para 1.650 bar. O turbocompressor, o sistema EGR e o software de controle do motor também mudaram.

É aqui que a história do DV6 8V realmente começa.

Em 2003, a PSA e a Ford precisavam de um pequeno motor diesel para realizar um trabalho muito grande

O DV6 nunca foi concebido para um único modelo Peugeot. Em fevereiro de 2003, a PSA Peugeot Citroën e a Ford apresentaram uma nova geração de motores diesel common-rail de 1.6 e 2.0 litros desenvolvidos sob seu programa conjunto. A unidade de 1.6 litros foi comercializada como HDi pela PSA e TDCi pela Ford, inicialmente nas versões de 90 hp e 110 hp.

Sua construção em alumínio mantinha o peso do motor em cerca de 120 kg. Um sistema common-rail da segunda geração da Bosch fornecia pressão de injeção de até 1.600 bar e podia programar múltiplos eventos de injeção em um único ciclo. No lançamento, os parceiros esperavam que o motor de 1,6 litro servisse a mais de 37 versões dos veículos.

O plano de produção era igualmente ambicioso. PSA e Ford investiram quase €1 bilhão no novo programa de diesel de 1,6 e 2,0 litros, com capacidade anual final de mais de 1,6 milhão de motores. Só a PSA gastou €159 milhões adaptando a linha de produção da Trémery na França.

Esses números colocam o DV6 inicial em sua configuração correta. Não era uma vitrine técnica de baixo volume. Era uma plataforma industrial criada para o momento em que carros a diesel europeus caminhavam para cilindradas menores sem abrir mão do torque e da flexibilidade diária que antes eram fornecidos por motores maiores.

Em 2005, o HDi 90 1.6 passou a substituir o HDi 2.0 de entrada na linha Peugeot 307. Essa mudança foi mais significativa do que a diferença no tamanho do emblema sugere. Common rail, turbo e controle eletrônico cada vez mais preciso estavam permitindo que um diesel de 1.6 litro assumisse trabalhos que recentemente pertenciam aos motores de 1.8, 1.9 e 2.0 litros.

À medida que o programa PSA-Ford se expandiu, o sistema de fornecimento ao seu redor também cresceu. Em 2010, a cooperação Gemini mais ampla já havia produzido mais de 16,5 milhões de motores diesel e atendo marcas como Peugeot, Citroën, Ford, Mazda, Volvo Cars, Jaguar e Land Rover.

Esse número de 16,5 milhões abrange várias famílias de motores e cilindradas; não deve ser apresentado apenas como produção do DV6. Ainda mostra o mundo industrial no qual o DV6 se estabeleceu: fábricas, fornecedores, plataformas veiculares e redes de serviço já estavam vinculados a um programa de diesel de longo prazo entre empresas.

Quando os requisitos de emissões mudaram novamente, a PSA estava lidando com mais do que um motor envelhecido. Estava lidando com toda uma estrutura de fabricação e fornecimento construída em torno desse motor.

O DV6 original de 16 válvulas já havia feito o que foi projetado para fazer

O DV6 inicial usava cabeçote de 16 válvulas. Suas versões principais de 90 hp e 110 hp permitiam que a mesma família de 1,6 litro cobrisse carros pequenos, carros compactos, MPVs e aplicações comerciais leves.

Em versão de maior potência, o motor entregava cerca de 240 Nm a 1.750 rpm, com aproximadamente 260 Nm disponíveis durante o overboost. Para um diesel de 1,6 litro pesando cerca de 120 kg, isso era suficiente para substituir parte do mercado anteriormente ocupado por unidades maiores.

Portanto, é enganoso interpretar a mudança posterior para 8 válvulas como prova de que o design original de 16 válvulas havia sido um erro. O primeiro DV6 respondeu ao briefing de engenharia do início dos anos 2000. Ele deu a um pequeno diesel uma gama de desempenho ampla o suficiente para se espalhar rapidamente pelas linhas de produtos PSA e Ford.

O briefing mudou em torno disso.

Quando o DV6 chegou, o desenvolvimento do diesel europeu ainda estava fortemente focado nas emissões de partículas. A PSA já havia começado a expandir seu sistema de filtro de partículas FAP assistido por aditivos. Em 2009, a empresa marcou seu 3 milhões de veículos HDi equipados com FAP. Apropriadamente, era um Peugeot 207 1.6 HDi.

Naquela época, o pós-tratamento de partículas já estava amadurecendo, enquanto o Euro 5 pressionava ainda mais sobre NOx, temperatura de combustão, operação do EGR, precisão da injeção, consumo de combustível e emissões a frio. Essas metas não seguem naturalmente a mesma direção.

Temperaturas de combustão mais altas podem ajudar na eficiência em algumas áreas operacionais, mas tende a aumentar o NOx. Mais EGR pode suprimir a temperatura, mas altera a disponibilidade de oxigênio e a formação de fuligem. Uma compressão mais baixa pode reduzir a temperatura máxima e o ruído da combustão, mas também afeta a temperatura de compressão, o atraso de ignição e a partida a frio. Uma atomização mais fina do combustível ajuda na mistura, mas somente se o padrão de pulverização coincidir com a tigela do pistão e o movimento do ar dentro do cilindro.

O redesenho de 2010 foi muito além de substituir um cabeçote de 16V por um cabeçote de 8V

O DV6C manteve o diâmetro de 75 mm, curso de 88,3 mm e deslocamento de 1.560 cm³ da família DV6. No interior do motor superior, entretanto, passou a ter um layout de 8 válvulas e um novo sistema de combustão.

De todos esses números, 112 hp pode ser o menos revelador.

A curva de torque publicada pela Peugeot mostrava 135 Nm já disponíveis a 1.000 rpm, 242 Nm a 1.500 rpm e 270 Nm de 1.750 a 2.000 rpm. Mesmo a 3.500 rpm, o motor ainda produzia 224 Nm. O trabalho não se concentrava em criar um número principal de potência máxima; ele era distribuído pela parte da faixa de rotações usada na condução comum.

Isso não significa que a cabeça de 8 válvulas sozinha produziu a curva de torque. Injeção, resposta do turbocompressor, geometria da câmara de combustão e calibração contribuíram. A contagem de válvulas só faz sentido dentro do sistema completo.

O pistão explica mais do que o distintivo

A taxa de compressão caiu de 17,5:1 para 16,0:1. Uma relação menor ajudou a reduzir a temperatura máxima de combustão, dando aos engenheiros mais espaço para gerenciar NOx e ruído de combustão. Também alterava a temperatura de compressão, o atraso de ignição e o comportamento de funcionamento a frio, para que não pudesse ser tratado como uma modificação isolada.

A PSA alterou a câmara de combustão do ECCS formada na coroa do pistão. O diâmetro da tigela aumentou cerca de 10%, reduzindo o contato entre o spray de combustível e a parede da câmara de combustão. O redemoinho foi reduzido em quase 10% para limitar a perda desnecessária de calor na parede.

Um diesel precisa de movimento de ar organizado, mas mais redemoinho não é automaticamente melhor. Movimento excessivo de ar pode aumentar a transferência de calor para as paredes, e um padrão de pulverização que não concorda com o fluxo de ar pode afastar o combustível da região onde ele pode queimar de forma mais eficaz. A estratégia do DV6C era sobre controlar a relação entre ar e combustível de forma mais precisa, não apenas fazer o ar girar mais rápido.

O injetor de sete furos pertencia à nova câmara de combustão

O novo sistema common-rail da Continental elevou a pressão máxima de 1.600 para 1.650 bar e substituiu os antigos injetores solenóides de seis furos por unidades piezoelétricas de sete furos.

Os 50 bar extras não eram a parte importante. Sete furos de bico mudavam a forma como o combustível era distribuído dentro da cuba. Número de pulverização, direção e penetração precisavam funcionar com a câmara maior do pistão e o movimento do ar revisado. O novo software de gerenciamento do motor podia programar até cinco injeções por ciclo, usando diferentes eventos de injeção para gerenciar aumento de pressão, ruído, torque e emissões.

O turbocompressor também foi alterado para uma unidade menor, de menor inércia, de geometria variável, permitindo que o turbo aumentasse mais rapidamente. A operação da EGR, o atrito interno e o programa de controle do motor foram revisados com o mesmo objetivo.

Visto nesse contexto, o cabeçote de 8 válvulas não pode ser separado do restante do redesenho.

Por que a PSA mudou o DV6 de 16 válvulas para 8 válvulas?

O material técnico público da PSA descrevia as mudanças do DV6C em detalhes, mas não reduziu a mudança para 8 válvulas a uma única frase, como "menos atrito" ou "mais torque em baixas rotações".

Essa ausência importa. O desenvolvimento do motor normalmente não começa escolhendo a contagem de válvulas e depois inventando razões em torno dela. Geometria da porta, posição das válvulas, fluxo de ar, redemoinho, posicionamento do injetor e formato do pistão precisam ser projetados juntos.

Um conjunto de válvulas de 8 válvulas contém menos válvulas e partes móveis relacionadas do que um arranjo de 16 válvulas, o que lhe dá potencial para um layout mecânico mais concentrado e menores perdas no trem de válvulas. Essa observação sozinha não explica por que a PSA também redesenhou o pistão, o equipamento de injeção, o turbocompressor, o sistema EGR e os controles eletrônicos.

Um cabeçote de 16 válvulas geralmente oferece maior área de fluxo total e tem suas próprias vantagens em rotações mais altas. No entanto, o programa DV6C não foi uma tentativa de transformar um HDi 1.6 em um diesel de alta rotação. Sua tarefa era equilibrar as emissões Euro 5 com torque útil, consumo de combustível, ruído e operação diária em uma grande faixa de veículos.

Também há pouco valor em usar uma família de motores separada e posterior para provar se a decisão DV6 foi certa ou errada. Diferentes plataformas enfrentam regras de emissões, faixas de saída e requisitos do veículo diferentes. A contagem de válvulas sozinha não pode estabelecer essa relação histórica de causa e efeito.

O DV6C só precisava responder à sua própria pergunta: como um diesel de 1,6 litro de alto volume desenvolvido no início dos anos 2000 poderia continuar viável sob a Euro 5?

A resposta da PSA foi manter a plataforma e reconstruir o sistema de combustão.

Por que a PSA reengenheirava o DV6 em vez de abandoná-lo?

Em 2010, o DV6 era mais do que um desenho de motor. Ele possuía linhas de produção maduras, fornecedores estabelecidos, pacotes de instalação de veículos, pares de transmissões e uma ampla rede de serviços. Substituí-lo por uma plataforma completamente nova teria afetado todas essas camadas.

Deixar o motor antigo intacto teria sido mais fácil, mas a Euro 5 não permitia mais que ele sobrevivesse apenas por pequenos ajustes de calibração.

A PSA escolheu um caminho entre esses dois extremos. O diâmetro, curso, deslocamento e fundação industrial continuaram. O cabeçote do cilindro, pistão, injeção, pressão e sistemas de controle mudaram substancialmente.

Do ponto de vista da fabricação e da cadeia de suprimentos, a decisão foi cautelosa. Dentro do motor, ele estava longe de ser tímido. Redesenhar mais da metade das peças mostra que a PSA não tratou o DV6C como uma atualização rotineira da unidade anterior.

Os 2 hp extras foram quase incidentais.

A importância do programa ficou mais clara nos anos seguintes. As versões Euro 5 DV6C e DV6D continuaram em aplicações Peugeot, Citroën e relacionadas em diferentes níveis de produção. A DV6 então entrou no período Euro 6 por meio do sistema de emissões BlueHDi.

A BlueHDi colocou o SCR acima do FAP assistido por aditivos. A Peugeot afirmou que o sistema poderia reduzir o NOx em até 90%, enquanto continuava a remover 99,9% das partículas. Com o SCR assumindo uma fatia maior do controle de NOx, a calibração do motor recuperou espaço para equilibrar consumo de combustível, CO₂ e desempenho.

O BlueHDi 120 1.6 produzia 120 cv e 300 Nm, com torque máximo em 1.750 rpm. A PSA relatou uma redução de CO₂ de 7,5% a 8,5% em comparação com as versões Euro 5 que substituiu, com até quatro pontos percentuais atribuídos à liberdade de calibração possibilitada pelo SCR.

Em 2016, a Trémery já havia produzido 815.000 exemplares do BlueHDi 1.6 desde seu lançamento em 2014 e fabricava aproximadamente 5.000 deles por dia.

Portanto, o redesenho de 8 válvulas de 2010 não foi uma breve ponte de fim de vida. Isso deu a uma plataforma introduzida em 2003 mais um ciclo técnico completo através do Euro 5 e até o Euro 6.

O que o mercado de peças de motor herdou dessa história

Quanto mais tempo um motor permanece em produção e mais aplicações ele cobre, maior se torna seu mercado de reposição. Seu catálogo também se torna mais difícil de organizar.

DV6 é um exemplo claro. O mercado frequentemente usa "1.6 HDi", "1.6 TDCi" ou simplesmente "DV6" como descrições amplas, embora essas etiquetas possam estar acima do motor anterior de 16 válvulas e da geração posterior de 8 válvulas. No fornecimento de peças, uma versão anteriorKit de comando e correia de vens DV6 16Vpertence a uma estrutura de motor superior diferente da últimaLinha de kits de comando de válvulas e trem de válvulas DV6 8V. O cabeçote do cilindro, o trem de válvulas, a bacia do pistão, o sistema de injeção, o turbocompressor e o arranjo EGR podem variar.

Compradores profissionais já sabem que o DV6 tem diferentes gerações. A dificuldade prática está em outro lugar: fabricantes de veículos, catálogos de peças e fornecedores nem sempre expressam essas gerações ou limites de montagem da mesma forma.

Os limites dos kits seguem a mesma história. AKit de correia dentada DV6 8Vpode ser fornecida apenas com temporização ou junto com uma bomba d'água, enquanto umKit de junta completa de revisão DV6 8Vcobre um escopo de reparo diferente. Nenhum dos dois deve ser selecionado apenas pelo nome da família.

Uma consulta de compra pode se referir aum bloco nu, bloco curto, bloco longo ou cabeça de cilindro; outra pode cobrir apenas um conjunto de componentes internos. Código do motor, OE/referência, acessórios retidos e escopo de reparo devem ser considerados juntos antes que o limite de fornecimento seja livre.

É por isso que o POWCODE organiza o DV6 8V dentro doEstrutura da plataforma de peças por código de motorem vez de tratar cada anúncio contendo as letras "DV6" como o mesmo produto. Os compradores podem usar oPlataforma de peças e kits de reparo do motor DV6 8Vexplorar montagens, kits de sistema e componentes individuais por escopo de reparo e OE/referência. A sequência importa: identificar primeiro a geração e estrutura, estabelecer o nível de montagem necessário em segundo lugar e, em seguida, confirmar o OE/referência e a peça específica.

Essa abordagem pode soar mais como engenharia de catálogo do que história de motores, mas vem diretamente da história descrita acima. A PSA manteve a identidade DV6 em 2010 enquanto redesenhava mais da metade de suas peças. O setor de peças de motor ainda lida com os limites criados por essa decisão.

O DV6 deixou para trás mais do que um motor

A era do diesel na Europa produziu motores mais potentes, mais exóticos e tecnicamente mais chamativos que o DV6. O DV6 ganhou peso na história de outra forma.

Era leve o suficiente para um carro pequeno e forte o bastante para substituir parte do mercado de diesel de maior cilindrada. Poderia se espalhar por marcas, classes de veículos e níveis de produção, mudando internamente quando as regras de emissões ultrapassavam as suposições do seu projeto original.

O DV6 de 16 válvulas de 2003 chegou durante o rápido crescimento dos pequenos diesels common-rail. O DV6C de 8 válvulas de 2010 apareceu no próximo ponto de virada, quando a injeção de alta pressão e um filtro de partículas não eram mais suficientes sozinhos e os sistemas de câmara de combustão, EGR, injeção e pós-tratamento tiveram que operar como um todo mais integrado de forma mais estreita.

A PSA não manteve o motor antigo inalterado para a era seguinte nem descartou uma plataforma industrial que ainda tinha valor. Ela abriu a plataforma, manteve o que permaneceu útil e reorganizou a interação entre ar, combustível e combustão.

A transição de 16 válvulas para 8 válvulas, portanto, não foi uma nota menor na história do DV6. Foi a mudança que estendeu o motor do primeiro grande período dos pequenos diesels europeus para os anos BlueHDi e Euro 6.