Os motores a gasolina mais eficientes da actualidade chegam aos 40% de eficiência térmica (embora a maioria fique alguns pontos percentuais abaixo). Ainda assim, a Nissan afirma ter desenvolvido um protótipo de motor de combustão interna a gasolina com potencial para atingir 50% - um valor que até supera o típico dos motores Diesel, geralmente entre 43-45%.
Uma eficiência térmica elevada - isto é, a capacidade de transformar a energia térmica gerada pela reacção química da combustão em energia mecânica - é decisiva para baixar consumos e emissões de CO₂. Para chegar aos ambicionados 50%, contudo, a Nissan mudou o papel do motor de combustão.
Em vez de funcionar como propulsor do automóvel (ligado às rodas), o motor passa a actuar exclusivamente como gerador (sem ligação às rodas), alimentando um motor eléctrico responsável pela tracção.
Eficiência térmica a 50%: o que a Nissan mudou no motor a gasolina
Ao libertar o motor térmico das exigências de condução - acelerações, desacelerações e inclinações - torna-se possível fazê-lo trabalhar quase sempre no ponto em que é mais eficiente, tanto em rotações como em carga. Este é o primeiro passo para elevar a eficiência térmica.
Num motor usado para mover directamente o veículo, as variações constantes de carga e potência obrigam a compromissos nos parâmetros de funcionamento, como o fluxo da mistura no cilindro, o momento da ignição e a taxa de compressão. O resultado é uma eficiência inevitavelmente mais baixa.
Quando passa a ser apenas gerador, esses compromissos reduzem-se: o motor pode operar num intervalo muito mais limitado, precisamente onde é mais eficaz, permitindo desde logo diminuir consumos e emissões.
Um motor a gasolina mais eficiente para servir… os eléctricos
Não surpreende, por isso, que esta novidade tenha sido apresentada no contexto da tecnologia e-POWER (híbrida) da Nissan, já utilizada em modelos como o Note e prevista também para a terceira geração do Nissan Qashqai.
Como já foi explicado noutras ocasiões, os Nissan e-POWER são, na prática, veículos eléctricos. A diferença está na origem da electricidade: em vez de dependerem de uma bateria grande, pesada e dispendiosa, recorrem a um motor de combustão interna que funciona como gerador. Existe, sim, uma bateria, mas de menor dimensão, destinada a armazenar a energia produzida pelo motor térmico.
STARC, o motor protótipo
Ao assumir apenas a função de gerador, o motor pode ser mantido no regime de rotações e cargas mais eficiente. Para sustentar a meta dos 50% de eficiência térmica, a Nissan detalha agora passos adicionais no desenvolvimento da próxima geração da e-POWER, trabalho esse que já deu origem a um motor protótipo: o STARC.
STARC é um acrónimo de “canal de ignição robusto, com turbulência e devidamente alongado” - mesmo com esta descrição, ficámos algo perdidos… Segundo a Nissan, isto pode entender-se, de forma livre, como uma “câmara de ignição robusta e especificamente desenhada e alargada”.
Na prática, o esforço da equipa de engenharia centrou-se em acelerar o fluxo de admissão da mistura ar-combustível no interior do cilindro durante a ignição. O objectivo é permitir uma combustão mais completa, usando uma mistura ar-combustível mais diluída e uma taxa de compressão mais elevada.
Resultados dos testes: 43%, 46% e o caminho para os 50%
Os primeiros testes de desenvolvimento, realizados num motor multicilindros, foram encorajadores. Foi obtida uma eficiência de 43% ao recorrer a um método de diluição por EGR (válvula de recirculação dos gases de escape) e 46% com a aplicação de uma mistura pobre de ar-combustível (ou seja, com mais ar do que combustível face à proporção ideal para a queima completa).
Os 50% de eficiência térmica apontados para o novo STARC surgem quando estas medidas são combinadas com tecnologias de recuperação de calor residual e com o funcionamento do motor a carga e rotação constantes. Resta aguardar mais algum tempo até à introdução deste motor térmico especializado.
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