David Gailey

A indústria automobilística é hoje uma das mais competitivas do mundo. As equipes de corrida estão sempre em busca da menor vantagem possível em relação às outras equipes. Com este mercado altamente competitivo, vem uma tremenda oportunidade para distribuidores de gás e fabricantes de equipamentos para ajudar no desenvolvimento de novos produtos e/ou processos para fazer com que os carros andem mais rápido e as pit stops sejam mais suaves.

Por muitos anos, NASCAR, IRL, CART e outras ligas de corrida têm pensado pouco para melhorar o desempenho dos equipamentos de pressão e controle de fluxo de gás.  Recentemente, entretanto, as equipes começaram a perceber que esta é uma área que pode produzir melhorias significativas na redução dos tempos de parada nas boxes e na economia de custos com equipamentos.

Utilização de gás

Todas as equipes utilizam gases de solda (Ar, CO2) para construir e personalizar os quadros. Além desses gases de solda tradicionais, uma enorme quantidade de nitrogênio é usada para acionar ferramentas pneumáticas e para suspender os carros durante as paradas nas boxes. A maioria das equipes tem grandes carrinhos portáteis que abrigam de três a seis cilindros de nitrogênio e as equipes quase sempre têm mais de um carrinho, portanto, se surgirem problemas durante uma competição, uma configuração duplicada está prontamente disponível. Considerando que existem centenas de equipes de corrida profissionais e milhares de equipes amadoras somente nos Estados Unidos, este é um enorme mercado de gás e equipamentos.  E no mundo inteiro, as corridas profissionais são ainda mais populares do que nos EUA.

Além dos gases de solda, há principalmente duas áreas de utilização de gás nos esportes motorizados: remoção de pneus e sistemas de suspensão a bordo.  As pistolas de remoção de pneus são geralmente feitas sob medida para a configuração específica do pneu.  A NASCAR e a IRL, por exemplo, podem não fixar as rodas da mesma maneira.  As porcas que fixam as rodas são de torque muito alto e requerem pistolas de impacto de alto fluxo para serem removidas. As pressões de trabalho típicas estão na faixa de 150-350 psig para estas pistolas.  Para evitar restrições e assegurar um fluxo adequado, os engenheiros devem ter o cuidado de dimensionar corretamente seu regulador de gás comprimido alimentando estas pistolas.  A vazão do regulador de fornecimento, bem como as mangueiras e conexões a jusante afetarão diretamente a rapidez com que as porcas das rodas podem ser removidas.  Um regulador que tenha um pequeno coeficiente de fluxo (Cv) será restritivo e não fornecerá o volume necessário de gás para a pistola, ou, pode exigir pressões excessivas (mais do que a pistola é classificada para) para atingir as taxas de fluxo necessárias para remover rapidamente a porca.

Todas as equipes utilizam gases de solda (Ar, CO2) para construir e personalizar os quadros. Além desses gases de solda tradicionais, uma enorme quantidade de nitrogênio é usada para acionar ferramentas pneumáticas e para suspender os carros durante as paradas nas boxes. A maioria das equipes tem grandes carrinhos portáteis que abrigam de três a seis cilindros de nitrogênio e as equipes quase sempre têm mais de um carrinho, portanto, se surgirem problemas durante uma competição, uma configuração duplicada está prontamente disponível. Considerando que existem centenas de equipes de corrida profissionais e milhares de equipes amadoras somente nos Estados Unidos, este é um enorme mercado de gás e equipamentos.  E no mundo inteiro, as corridas profissionais são ainda mais populares do que nos EUA.

Além dos gases de solda, há principalmente duas áreas de utilização de gás nos esportes motorizados: remoção de pneus e sistemas de suspensão a bordo.  As pistolas de remoção de pneus são geralmente feitas sob medida para a configuração específica do pneu.  A NASCAR e a IRL, por exemplo, podem não fixar as rodas da mesma maneira.  As porcas que fixam as rodas são de torque muito alto e requerem pistolas de impacto de alto fluxo para serem removidas. As pressões de trabalho típicas estão na faixa de 150-350 psig para estas pistolas.  Para evitar restrições e assegurar um fluxo adequado, os engenheiros devem ter o cuidado de dimensionar corretamente seu regulador de gás comprimido alimentando estas pistolas.  A vazão do regulador de fornecimento, bem como as mangueiras e conexões a jusante afetarão diretamente a rapidez com que as porcas das rodas podem ser removidas.  Um regulador que tenha um pequeno coeficiente de fluxo (Cv) será restritivo e não fornecerá o volume necessário de gás para a pistola, ou, pode exigir pressões excessivas (mais do que a pistola é classificada para) para atingir as taxas de fluxo necessárias para remover rapidamente a porca.

Ao projetar um sistema de controle de pressão e fluxo, é imperativo que cada componente individual seja cuidadosamente avaliado quanto à sua adequação com base nos requisitos de fluxo pretendidos.  Para os esportes motorizados, os engenheiros devem observar o regulador de gás comprimido, as conexões de conexão rápida e a mangueira flexível ou tubo utilizado.  A seguir, algumas diretrizes gerais para a escolha destes componentes.

Reguladores de Gás Comprimido
Muitos engenheiros no campo de corridas não conseguem dimensionar corretamente um regulador de nitrogênio para seu uso pretendido.  Por exemplo, os reguladores de soldagem padrão têm coeficientes de fluxo na faixa de 0,1 a 0,3.

O fluxo através destes reguladores seria adequado se as pressões de trabalho fossem superiores a 500 psig, mas a maioria das ferramentas pneumáticas não são classificadas para pressões tão altas. Na verdade, a maioria das equipes não usa mais de 250 psig para pistolas de roda. Neste caso, devem ser usados reguladores com uma faixa de saída de 400-500 psig.  Isto permitirá ajustes devido a quedas de pressão através de conexões e mangueiras.

Os engenheiros devem usar reguladores de gás comprimido com um Cv não inferior a 0,5.  A maioria dos fabricantes de reguladores publica as informações de Cv em seus catálogos de produtos ou, se não for o caso, estas informações estariam prontamente disponíveis entrando em contato com o fabricante.  Além disso, procure reguladores com portas de saída maiores que ¼" NPT.

Muitas vezes um regulador pode ter capacidade de fluxo adequada, mas a conexão de saída é muito restritiva.  Conexões de saída de pelo menos 3/8" NPT, Schedule 80 devem ser usadas.  Conexões Schedule 40 podem ser usadas se as pressões de trabalho da conexão não forem excedidas.

Não cometa o erro de usar reguladores do tipo pistão para aplicações em esportes motorizados. Os engenheiros devem sempre usar reguladores de diafragma para pressões inferiores a 1000 psig, particularmente em aplicações onde altas vazões são necessárias a pressões relativamente baixas. Os reguladores de pistão têm Cv's baixos, e uma regulagem de fluxo muito ruim.  Isto geralmente resulta em grandes mudanças na vazão se ocorrerem pequenas mudanças na pressão de saída do regulador.  Além disso, o fluxo diminui, à medida que a pressão do cilindro diminui, mais rapidamente do que os reguladores de diafragma.

Conexões de Conexão Rápida
Só é necessário um elo fraco para quebrar o desempenho em um sistema de controle de fluxo.  Seu regulador pode ser capaz de separar o Mar Vermelho, mas se a conexão de conexão rápida não for dimensionada adequadamente, você não terá uma vazão adequada.  As conexões de engate rápido são muito importantes para as equipes de corrida devido à necessidade de mudar rapidamente de uma configuração para outra.  Há literalmente milhares destes encaixes no mercado. É extremamente importante escolher uma conexão rápida com um Cv maior do que o regulador para garantir que ele não restringirá o fluxo do regulador.  A maioria das equipes usa conectores com um Cv de pelo menos 1,0.  Conexões deste tamanho normalmente terão conexões para tubos de 3/8" ou ½".

Tamanho da mangueira/tubo
Da mesma forma, a mangueira utilizada precisa ser superdimensionada para assegurar que não seja restritiva do fluxo. É preciso levar em consideração o comprimento da mangueira ou tubo. Uma mangueira de identificação "½" no mínimo deve ser usada se o comprimento for de 12 pés ou menos. Se as mangueiras precisarem ser mais longas, uma mangueira de 1" de diâmetro interno seria aconselhável.  Além disso, normalmente ocorrerá uma queda de pressão através de um determinado comprimento da mangueira, portanto, isto pode precisar ser contabilizado no ajuste das pressões de trabalho.

Se estas diretrizes gerais forem seguidas, as equipes de corrida poderão obter um ótimo desempenho com seus equipamentos de controle de pressão e vazão.  Várias equipes de corrida Cart, IRL e NASCAR já redesenharam seus equipamentos e estão colhendo os benefícios de um sistema de nitrogênio adequadamente projetado em tempos de parada de poço mais curtos. Esta não é uma vitória pequena porque, nesta indústria, 1 segundo a 200 mph o colocará a 293 pés mais próximo daquela bandeira quadriculada.

David Gailey é o gerente de Produtos Especiais do The Harris Products Group, A Lincoln Electric Co. Ele está com a Harris há 27 anos e atuou como ex-presidente do Comitê de Aparelhos de Gás Industrial da CGA.