Mecânica

Novo motor de ciclo híbrido economiza 50% de combustível
[Imagem: Liquid Piston Inc]

O Dr. Nikolay Shkolnik já havia feito história ao desenvolver o conceito de um motor a combustão com um pistão líquido. Agora, juntando elementos de vários tipos de motores - Otto, Diesel, Atkinson e Rankine - o Dr. Shkolnik inovou mais uma vez e inventou um novo tipo híbrido de motor que é muito mais eficiente do que os motores utilizados pelos automóveis atuais.

Eficiência dos motores

O novo motor a combustão é baseado em um Ciclo Híbrido de Alta Eficiência (HEHC: High Efficiency Hybrid Cycle), que faz com que ele atinja uma economia de combustível de até 50% em relação aos motores atuais (para comparar com outro projeto, veja Motor sem velas de ignição economiza combustível e polui menos).

Além dos 50% de economia de combustível, o novo motor HEHC também tem apenas a metade do tamanho de um motor convencional de mesma potência e emite 70% menos gases nitrogenados (NOx). Seu ciclo híbrido mais simples permite que a quantidade de partes móveis seja 85% menor, o que deverá baixar seu custo de produção e exigir menos manutenção (para um motor com ainda menos partes móveis, veja Motor rotativo Wankel terá utilização aeronáutica).

Os motores a combustão dos automóveis atuais não são nenhum exemplo de alta eficiência: apenas 30% da energia química contida no combustível é transformada em potência para movimentar o carro. 40% é perdido na forma de calor e outros 30% são exauridos na forma de gases pelo cano de escapamento.

Tipos de motor a combustão

Existem muitos tipos diferentes de motores, operando em vários ciclos termodinâmicos. E dentro de cada um desses tipos há um enorme número de variações, cada uma oferecendo certas vantagens em relação aos outros. Por exemplo, para uma mesma taxa de compressão, os motores de ciclo Diesel são ligeiramente menos eficientes do que os motores de ciclo Otto. Contudo, o motor Diesel é capaz de operar a taxas de compressão muito mais altas, o que o torna mais eficiente do que os motores Otto.

O novo motor HEHC tenta justamente combinar o melhor de quatro tipos desses motores Otto, Diesel, Rankine e Atkinson, tomando emprestado o que cada um tem de melhor.

Motor de ciclo híbrido

No novo motor, o ar puro, sem combustível, é inicialmente comprimido a uma taxa bastante alta (> 18) em um cilindro compressor no interior do motor. A seguir esse ar é dirigido para uma câmara de combustão isolada, onde o combustível é também injetado e entra em ignição.

A combustão ocorre sob condições verdadeiramente isocóricas - o volume se mantém mesmo quando a temperatura se eleva, - o que faz com que a combustão continue até que todo o combustível tenha sido queimado.

Os gases resultantes da combustão se expandem rumo a um cilindro de expansão, que possui um volume maior. Como opcional, uma pequena quantidade de água pode ser utilizada para facilitar o resfriamento, a lubrificação e o fechamento da câmara de combustão e dos pistões.

O novo tipo de motor já foi patenteado e deverá ser comercializado pela empresa LiquidPiston, pertencente ao seu criador.





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