Mecânica

Europa revela novos conceitos de motores híbridos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/07/2012

Europa revela novos conceitos de motores híbridos
Recentemente, a Mercedes apresentou uma nanotecnologia para motores diesel que elimina a necessidade de camisas.[Imagem: Daimler]

Paradoxos da tecnologia

As tecnologias de motores híbridos já são amplamente consideradas maduras, e já não se discute mais os inúmeros efeitos positivos desse tipo de motorização combinada.

O Toyota Prius, um dos pioneiros no segmento, foi o carro mais vendido, em termos mundiais, no primeiro trimestre de 2012.

Motores híbridos são essencialmente motores a combustão e motores elétricos combinados em uma peça única.

Eles diminuem o consumo de combustível, aumentam o desempenho, reduzem as emissões de poluentes e, segundo a maioria das avaliações, tornam o ato de dirigir muito mais agradável e menos cansativo.

A Europa tem liderado os esforços em busca de motores mais eficientes e menos poluentes. Contudo, lá parece que duas questões têm impedido a adoção mais ampla dos motores híbridos.

A primeira delas é a sensibilidade dos consumidores aos preços dos motores híbridos, cerca de 40% mais caros do que os motores comuns.

A segunda é, paradoxalmente, fruto do próprio esforço tecnológico dos anos recentes, que colocou à disposição dos consumidores um grande número de motores a combustão muito eficientes.

Europa revela novos conceitos de motores híbridos
Uma abordagem alternativa, em vez de unir dois motores, divide o motor a combustão tradicional em dois blocos separados. [Imagem: Tourengine]

Bloco elétrico

Para tentar incentivar uma migração para os motores híbridos, considerados um estágio à frente mesmo dos muito econômicos e eficientes motores europeus, a Comissão Europeia está investindo forte em projetos para melhorar ainda mais o desempenho da tecnologia híbrida.

O objetivo é, de alguma forma, reduzir os custos dos motores híbridos e, consequentemente, aumentar as suas taxas de adoção.

Os esforços estão concentrados no projeto Hi-CEPS - Highly Integrated Combustion Electric Powertrain System, sistema de motorização combustão-elétrico altamente integrado, em tradução livre, que se aproxima de seus resultados finais.

"Temos trabalhado em três diferentes arquiteturas de motorização, e estamos validando-as tecnicamente com o desenvolvimento de protótipos de motorização híbrida: um sistema a gasolina para carros pequenos, uma abordagem baseada em gás natural para veículos de porte médio, e uma abordagem baseada no diesel para veículos comerciais leves," explica o Dr. Vittorio Ravello, coordenador do projeto.

"O objetivo principal é produzir provas concretas de que os 'blocos elétricos' desses sistemas podem ser aplicados em diferentes configurações, em diferentes tipos de veículos, com diferentes combustíveis, para obter maior eficiência e redução de emissões," continua o engenheiro.

O conceito modular também deverá ajudar a reduzir os custos extras do desenvolvimento de sistemas hibridizados.

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Um motor bicombustível diesel-gasolina apresentou aumento de eficiência de 20%, mas sem misturar os dois combustíveis - são usados dois tanques. [Imagem: Panoha]

Motores na frente e atrás

Os resultados sugerem que os benefícios das diversas abordagens analisadas podem ser consideráveis.

Por exemplo, a hibridização de um carro pequeno, com um motor a combustão dianteiro, acoplado a um motor elétrico no eixo traseiro, resulta em uma redução do consumo de combustível de cerca de 30%.

Um carro assim também pode funcionar durante alguns quilômetros no modo elétrico puro, dependendo da energia disponível no conjunto de baterias instalado.

A equipe também espera melhorias consideráveis na economia de combustível de veículos híbridos comerciais a diesel.

Os resultados de laboratório sugerem que as emissões de CO2 poderiam ser reduzidas em cerca de 35%.

Híbrido diesel

A hibridização dos motores diesel foi realizada com cinco medidas básicas.

A primeira foi a possibilidade de redução da cilindrada, usando motores menores para fazer o mesmo trabalho.

A segunda foi a adoção de uma transmissão mecânica modificada, usando uma embreagem dupla de acionamento elétrico.

A terceira foi a introdução de um motor elétrico integrado, a fim de apoiar a fase de aceleração.

E, finalmente, a recuperação da energia cinética durante a frenagem, que é armazenada em um conjunto próprio de baterias.

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Com um desenho mais radical, esse novo motor de ciclo híbrido economiza até 50% de combustível. [Imagem: Liquid Piston]

Transmissão electromagnética

Outra configuração que está em teste em um veículo protótipo inclui uma transmissão electromagnética altamente inovadora, que substitui a embreagem e as engrenagens tradicionais da caixa de câmbio por dois motores elétricos encapsulados, um dentro do outro.

O veículo então trabalha com um sistema elétrico de transmissão contínua, ou seja, o motor é mais eficiente em todas as velocidades.

De acordo com os testes, o sistema contribui efetivamente para o desempenho dinâmico do veículo - com um aumento de torque e potência - e conforto, porque não há mais a necessidade de mudar de marcha).

A diminuição da emissão de CO2 fica na gama de 30-35%.

Outras tecnologias promissoras

"Nós também tivemos a oportunidade de realizar estudos iniciais de outras tecnologias promissoras para a recuperação de energia dos gases de escapamento do motor e o armazenamento da energia térmica gerada quando o motor está funcionando, para serem reutilizadas durante as fases de motor desligado para melhorar o conforto térmico a bordo," contou o pesquisador.

"Os sistemas híbridos que estudamos certamente podem melhorar tanto as emissões quanto o consumo de combustível de um veículo, e esperamos que nossos resultados deem um apoio efetivo para futuros desenvolvimentos de tecnologias híbridas, conforme elas se aproximam das fases de comercialização," concluiu Ravello.





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