Mecânica

Motor sem velas de ignição economiza combustível e polui menos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/07/2007

Pesquisadores do MIT, Estados Unidos, demonstraram o funcionamento de um motor de automóvel que pode funcionar sem utilizar velas de ignição em determinadas condições de tráfego, reduzindo o consumo de combustível e a emissão de poluentes.

Motor HCCI

Os motores atuais operam em um sistema chamado "ignição por fagulha", sendo a fagulha produzida pelas velas a partir de uma alta tensão produzida na bobina. Já o novo motor funciona com uma técnica chamada "ignição por compressão de carga homogênea", ou HCCI, na sigla em inglês ("Homogeneous Charge Compression Ignition").

Em um motor HCCI, o combustível e o ar são misturados e injetados no interior do cilindro. O pistão comprime a mistura até que ocorra uma combustão espontânea. Ele então combina a pré-mistura ar-combustível (como em um motor normal) com a ignição espontânea (como acontece em um motor diesel). O resultado é que a combustão ocorre simultaneamente em vários pontos no interior da câmara de combustão.

Combustão

Tanto nos motores diesel quanto nos motores que possuem velas de ignição - como os motores a gasolina, álcool e gás - o combustível deve estar aquecido para que a chama se espalhe rapidamente ao longo de toda a câmara de combustão. No motor HCCI, isto não é necessário porque a combustão já ocorre de forma espalhada.

Uma conseqüência importante é que o combustível pode entrar mais frio na câmara de combustível, diminuindo as emissões de derivados de nitrogênio, os conhecidos gases NOx. E como ele entra numa concentração menor, a emissão de particulados - a desagradável fumaça dos motores diesel - também é desprezível.

Só no laboratório

O problema é que é difícil controlar exatamente quando a ignição ocorrerá no interior do cilindro de um motor HCCI. E se ela não ocorrer quando o pistão estiver no ponto certo, o resultado será um motor com um "funcionamento" muito parecido com o de um carro totalmente desregulado, que explode e apaga a todo instante.

"É como empurrar uma criança em uma gangorra," diz o professor William H. Green. "Você tem que empurrar quando a gangorra está mais próxima e pronta para ir para frente novamente. Se você empurrar no momento errado, a criança irá sacudir e não irá muito alto. O mesmo acontece com o motor."

Dois fatores são essenciais nesse processo: a temperatura de funcionamento do motor e a qualidade do combustível. Ambos muito difíceis de se prever e controlar. É por isso que, mesmo funcionando otimamente nas bancadas dos laboratórios, os motores HCCI nunca chegaram aos carros.

Sensor de temperatura

Agora, os cientistas desenvolveram um sistema que permite que o motor funcione no modo HCCI sempre que possível. No restante do tempo ele funciona com as velas tradicionais. A solução é extremamente simples: um sensor de temperatura determina se o próximo ciclo do motor deverá ocorrer no modo HCCI ou no modo vela de ignição.

Nos primeiros testes, o motor funcionou no modo HCCI em 40% do tempo, o que pode apontar para significativos ganhos em termos de consumo de combustível e emissão de poluentes. Os engenheiros acreditam que a tecnologia poderá ser incorporada nos motores de linha já nos próximos anos.