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ENGENHARIA  SETA  Quarta-feira, 03 de novembro de 2010 - 16h50
 Linha verde Conheça o carro mais eficiente em consumo no mundo
L1 Concept utiliza motor diesel de alta tecnologia e motor elétrico, além de carroceria plástica reforçada com fibra de carbono e pesa apenas 124 kg. Para que você tenha uma ideia, ele alcança a velocidade máxima de 160 km/h e faz 72,4 km com um litro de diesel

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São Paulo / SP Reportagem | Mecânica Online & Volkswagen do Brasil
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             A Volkswagen trouxe para o Salão Internacional do Automóvel de São Paulo a versão conceitual do futuro L1. Totalmente híbrido, este veículo pesa apenas 380 kg, graças à sua carroceria reforçada por fibras de carbono. Com um consumo em percurso misto de 72,4 km/l, este carro extremamente aerodinâmico (Cd = 0,195) apropriado para o uso cotidiano foi criado para ser o automóvel mais eficiente do mundo em consumo de combustível. As emissões do veículo, capaz de alcançar 160 km/h, são de apenas 36 g/km de CO2.

Em abril de 2002, o Dr. Ferdinand Piëch, na época Diretor do Conselho de Desenvolvimento da Volkswagen, dirigiu de Wolfsburg até Hamburgo um protótipo diferente de qualquer outro carro até então: o Volkswagen 1-Liter car, primeiro carro no mundo com consumo de apenas um litro de combustível por 100 quilômetros rodados. Na época, porém, era claro que a viabilidade da produção de tal veículo ainda estava distante. A construção da carroceria, de plástico reforçado por fibras de carbono (CFRP) não era exequível devido ao custo elevado.

Apesar disso, em 2002 o Dr. Ferdinand Piëch já previa que não iria demorar para que o 1-Liter car e a tecnologia CFRP se tornassem industrialmente viáveis. No ano passado, a Volkswagen alcançou o objetivo e mostrou em Frankfurt a segunda geração deste fantástico carro. O L1 é um passo rumo ao futuro, trazendo tecnologia e design totalmente novos - revolucionários, porém muito perto de serem produzidos comercialmente.

Tanto do ponto de vista tecnológico como visual, a carroceria em CFRP do L1 é considerada um avanço significativo no design automobilístico. O carro tem proporções e dimensões muito especiais: com 3.813 mm de comprimento, o L1 está próximo de um Volkswagen Fox, enquanto sua altura, de 1.143 mm, é quase igual à do Lamborghini Murciélago. A largura, otimizada para melhor desempenho aerodinâmico, é de 1.200 mm, totalmente diferenciada das medidas dos carros de produção atuais.

A filosofia do L1 – definindo um novo tipo de automóvel - Ao desenvolver as duas gerações de protótipos do L1, a Volkswagen questionou tudo o que normalmente caracterizava os automóveis. O ponto-chave para o projeto foi a construção da carroceria: como deveria ser um carro para consumir o mínimo possível de energia? A resposta era lógica: extremamente aerodinâmico e leve. Mas esses pontos tinham que ser atingidos sob uma condição inegociável, manter o máximo de segurança. A linha adotada foi desenvolver um dois lugares estreito com a carroceria em CFRP.

A disposição dos assentos para chegar ao objetivo foi inspirada no formato aerodinâmico de um planador: um assento em frente ao outro. A forma de entrada no carro segue a mesma receita, através da cobertura que se abre para o lado. Em sua segunda geração, o L1 foi bastante aprimorado, com todos os componentes redesenhados.

Um chassi especial, com elementos em alumínio foi desenvolvido e a crucial tecnologia da fibra de carbono (CFRP), originada da Fórmula e da indústria aeronáutica, transferida para a construção automotiva. Tudo isso foi combinado com um inédito sistema híbrido de propulsão, criando um carro próximo ao que poderá ser produzido. 2013 é o ano previsto para que este sonho se torne realidade.

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Mecânica Online - Os motores diesel e elétrico e o câmbio DSG de sete marchas ficam localizados na traseira e se combinam para criar o carro híbrido mais eficiente do mundo legalizado para uso nas ruas. Os números são uma comprovação: 1,38 litros consumidos a cada 100 km e 36 g/km de emissão de CO2. A fonte primária de propulsão é um motor turbodiesel de dois cilindros com injeção direta common rail (TDI) fruto de um desenvolvimento totalmente novo.

Ele opera de duas formas diferentes, dependendo das condições de carga. No sistema normal "ECO", o TDI com 800 cm³ trabalha com potência de 20 kW/27 cv (a 4.000 rpm). No modo esportivo, usado para atingir maiores velocidades, por exemplo, a potência atinge 29 kW/39 cv (a 4.000 rpm). O torque máximo do TDI é 100 Nm, a 1.900 rpm. O L1, obviamente, também conta com um sistema Stop-Start, que desliga automaticamente o motor quando o veículo pára e o religa quando o acelerador é pressionado.

O módulo híbrido foi integrado à caixa do câmbio DSG (Direct Shift Gearbox) de sete marchas. Ele está posicionado entre o motor TDI e a transmissão DSG e consiste de um motor elétrico com 10 kW/14 cv e uma embreagem. O motor elétrico é alimentado por uma bateria de íon-lítio localizada na frente do carro. Um módulo de controle eletrônico, operando em torno de 130 volts, gerencia o fluxo de eletricidade de alta voltagem entre a bateria e o motor. Paralelamente, o sistema elétrico de baixa voltagem do veículo recebe a corrente de 12 V através de um conversor DC/DC.

Motor elétrico - Em operação normal, o motor elétrico pode auxiliar o motor diesel em condições como acelerações e retomadas de velocidade. Quando necessário, geralmente durante as acelerações, ele pode fornecer 40 por cento a mais de torque ao longo de toda a sua faixa de rotações.

Adicionalmente, o motor elétrico pode movimentar o L1 sozinho por curtas distâncias. Neste caso, uma embreagem auxiliar desconecta o motor diesel do trem de força. Religar o motor TDI é muito fácil: o motor elétrico é acelerado e, em seguida, acoplado ao diesel, provocando uma partida quase instantânea deste. O processo é automático e sem solavancos e o motorista quase não percebe quando o motor TDI volta a funcionar.

Nas frenagens, o motor elétrico funciona como gerador para recarregar a bateria de íon-lítio, recuperando a energia cinética dissipada. As marchas do câmbio DSG automático são selecionadas sempre objetivando a maior economia de combustível possível. O sistema de controle administra todo o fluxo de energia, levando em conta a solicitação de força feita pelo motorista momento a momento.

Alguns dos parâmetros usados para calcular o modo de propulsão ideal para as condições momentâneas são o posicionamento do pedal do acelerador, a carga exercida no motor, o consumo instantâneo de combustível e a combinação de energia cinética e elétrica a cada momento.
Motor diesel 0.8 TDI

O motor TDI usado no L1 é um projeto novo. Mesmo assim, a Volkswagen conseguiu explorar sinergias para desenvolver um motor que é ao mesmo tempo inovador e viável em termos de custos. O TDI 0.8 deriva do TDI 1.6 lançado há pouco tempo, utilizado em carros como o Golf e Passat BlueMotion, os carros mais eficientes do mundo em suas respectivas categorias.

Dadas suas origens comuns, os dois motores têm o mesmo espaçamento entre cilindros (88 mm), diâmetro (79,5 mm) e curso (80,5 mm) e também compartilham equipamentos internos para redução de emissões, como cabeças de pistões especiais, injeção múltipla e orientação individual dos jatos de injeção. Em ambos os motores é usada recirculação de gases, conversor catalítico e filtro de partículas. Assim equipados, os TDIs da Volkswagen atendem aos limites da norma de emissões Euro-5 com facilidade.

Graças à injeção common rail, o 1.6 TDI também é um motor excepcionalmente silencioso e com baixo índice de vibrações, características positivas que foram repassadas com sucesso para a unidade com dois cilindros. O cárter em alumínio foi construído com alta precisão, para gerar perdas por fricção muito reduzidas. A bomba de óleo, projetada para operar com pressão máxima de 4,0 bar, também contribui para a eficiência do motor.

Outro exemplo de como todo o sistema de propulsão é configurado para máxima eficiência é o sistema de refrigeração do L1. Sua bomba d'água externa é controlada pelo sistema de gerenciamento do motor, que só ativa a refrigeração quando as condições de operação exigem. O gerenciamento térmico ajuda a diminuir o consumo de combustível. Uma bomba d'água elétrica secundária, também ativada só quando necessário, resfria o gerador-motor de partida e os sistemas eletrônicos através de uma tubulação separada, trabalhando em temperaturas menores.

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Transmissão automática DSG - A troca de marchas no L1 é feita pela transmissão DSG de sete velocidades, uma das mais inovadoras caixas automáticas produzidas atualmente. No L1, essa transmissão foi alterada para incluir uma embreagem de controle para o módulo híbrido. Além disso, as relações das marchas foram otimizadas para obter respostas eficientes, apesar do consumo extremamente baixo. O módulo híbrido está integrado dentro da caixa, onde normalmente se encontra o volante do motor.

Equipado com ABS e ESP, o L1 chega até 160 km/h, um feito impressionante considerando sua economia. Ele chega a 100 km/h, partindo da imobilidade, em apenas 14,3 segundos. O tanque de combustível leva apenas dez litros, capacidade suficiente para uma autonomia teórica de cerca de 670 quilômetros, dado o consumo de 72,4 km/l.

Interior - Usar a palavra "pilotar" em lugar de dirigir pode parecer forçado mas, no caso do L1, é totalmente correto. O motorista e o passageiro sentam-se em fila em dois assentos ergonômicos e muito confortáveis. Todos os instrumentos e controles estão posicionados num raio de 180 graus em torno do motorista, perfeitamente à sua vista e alcance. O painel de instrumentos é integrado ao monocoque e também feito de CFRP e outros detalhes interiores são produzidos em plástico reforçado com fibra de vidro.

Para dar a partida ao L1, o motorista usa um botão à direita do volante. Quando girado, o botão de partida também serve como seletor do câmbio e para acionar o freio de estacionamento eletrônico. A cobertura de acesso e a abertura traseira são operadas eletricamente por controles de toque à direita e esquerda do motorista. Os controles do sistema de ar condicionado também são sensíveis ao toque. Controles multifuncionais no volante administram o computador de bordo e os sistemas de navegação e entretenimento.

Os retrovisores interno e externos foram eliminados e, em seu lugar, há câmeras e telas mostrando as imagens posicionadas nos cantos do painel. Um sistema de controle de distância facilita na hora de estacionar.

Em caso de colisão, além do motorista e o passageiro estarem protegidos pelo monocoque, projetado para funcionar como uma rígida célula de segurança, há elementos deformáveis de alumínio na frente do carro, além de um air bag no volante e air bags para proteção lateral e das cabeças tipo cortina ao longo de todo o habitáculo.

Carroceria - Tanto do ponto de vista tecnológico como visual, a carroceria em CFRP do L1 é considerada um avanço significativo no design automobilístico. São exclusivas deste carro suas proporções e dimensões. Com 3.813 mm de comprimento, o L1 está próximo de um VW Fox, enquanto sua altura, de 1.143 mm, é quase igual à do Lamborghini Murciélago. A largura, otimizada para melhor desempenho aerodinâmico, é de 1.200 mm, totalmente diferenciada das medidas dos carros de produção atuais.

O monocoque de dois lugares, incluindo a estrutura tubular do assento do motorista e o banco do passageiro incorporado à estrutura, assim como seu revestimento externo, são inteiramente de CFRP. Não existem portas: o motorista e o passageiro entram no L1 por cima. Uma cobertura acionada eletricamente sobre os assentos é aberta ou fechada para proporcionar acesso ao interior. Faróis e lanternas traseiras utilizam LEDs, consumindo muito pouca energia.

As rodas traseiras são totalmente cobertas e os pneus Michelin são de baixa resistência ao rolamento (Energy Saver, 95/60 R16 na dianteira e 115/70 R16 na traseira). A parte inferior do carro também é totalmente coberta. O motor diesel é resfriado por tomadas de ar integradas às laterais da carroceria. Elas abrem e fecham automaticamente, de acordo com a necessidade de refrigeração e a velocidade do veículo. A tampa do compartimento traseiro tem abertura manual. Ela também é feita de CFRP e tem 50 litros de espaço.

Vantagens do CFRP - Plástico reforçado por fibras de carbono, como o nome indica, consiste em múltiplas camadas de fibras de carbono de alta resistência, integradas numa forma muito resistente. Essa combinação resulta num material composto leve e muito forte. Até agora, produzir industrialmente uma carroceria como a do L1 em CFRP era uma tarefa impossível – o material só era prático para produção em pequena escala, como na aviação ou no automobilismo. A Volkswagen conseguiu encontrar uma forma viável e econômica de produzir peças de CFRP em volumes consideráveis.

A escolha desse material como ideal para fazer a carroceria do L1 se deve ao seu peso e resistência. O L1 pesa apenas 380 kg, o equivalente a uma moto de passeio totalmente equipada com motor 1.200 cm³. Por outro lado, ele é um automóvel como todos os outros. Dos 380 quilogramas de seu peso total, 112 kg correspondem ao trem de força, 79 kg ao chassi, 35 kg aos equipamentos do interior e 20 kg são do sistema elétrico. Os 124 kg que restam são exatamente o peso da carroceria.

Eles podem ser divididos em 64 kg do monocoque de CFRP, incluindo o assento do passageiro integrado, 28 kg para o revestimento externo também em CFRP, 19 kg da cobertura de acesso, 9 kg do assento do motorista e 4 kg do sistema de iluminação em LEDs. Comparando, a carroceria do legendário Lupo 3L, até hoje o menor Volkswagen já construído, pesa 306 kg e o carro inteiro, apenas 813 kg - 433 kg mais que o L1. E há outras vantagens: os limites de resistência extremamente altos e suas propriedades ideais de conformação para os mais desafiadores designs.

Design – Nada comum, mas um típico Volkswagen - O design e estilo do L1, função e forma, se combinam para criar uma unidade sem concessões. Para Walter de Silva, Chefe de Design do Grupo Volkswagen, "o design do L1 redefine as características clássicas e estéticas dos veículos. É especialmente importante a forma como suas linhas, como as de um foguete, capturam as atenções. Todas as suas partes móveis estão integradas com tanta precisão que a carroceria lembra um míssil ou avião a jato. É uma carroceria que corta o ar com mínima resistência aerodinâmica." Com um Cd de 0,195 e 1,02 m² de área frontal (Cd x A = 0,199) elas são um marco esculpido em CFRP.

O resultado é a dianteira mais aerodinâmica do mundo. "Usar o padrão típico, com faróis convencionais e uma grade de radiador ao centro seria totalmente inapropriado neste caso", diz de Silva. "Foi por isso que escolhemos um layout mais minimalista e integramos os faróis numa faixa horizontal neutra que passa uma impressão mais forte e contemporânea." O chefe de Design do Grupo continua: "de certa forma, aplicamos os mesmos princípios da dianteira do Scirocco, onde os faróis são unidos por uma faixa preta brilhante e o logotipo da marca também é colocado no capô do motor. Isto enfatiza o caráter dinâmico deste carro."

O design aerodinâmico também dá forma à traseira, com seu difusor e rodas totalmente fechadas. O detalhe mais evidente atrás são as lanternas em LEDs, posicionadas nas saídas de ar do motor TDI. Segundo De Silva, "as mesmas características de estilo da dianteira se repetem atrás nas lanternas, que integramos às grades das duas saídas de ar, gerando uma aparência ainda mais aerodinâmica. Outro item de identificação é a saída de ar diretamente atrás do cockpit, um elemento gráfico quase abstrato que reforça a estética intencional deste veículo." Devido ao baixo posicionamento do motorista, há uma janela adicional no teto para possibilitar, entre outras coisas, a visualização dos semáforos.

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