A injeção de duto único
destacada em um motor V6 turbodiesel da Audi, marca que tem vencido a 24
Horas de Le Mans com esse combustível
Componentes do sistema
Bluetec em um Mercedes Classe E: a injeção de uréia produz a reação
química que converte os óxidos de nitrogênio
O motor Diesotto da
Mercedes-Benz, mostrado no conceito F700, e sua disposição mecânica com
o motor elétrico antes da transmissão
À esquerda a combustão
convencional; à direita a HCCI da GM: nesta a queima acontece sem
centelha da vela, usada só para maior
potência |
O
sistema pode ainda adotar a chamada injeção piloto: pequena quantidade
de diesel é injetada pouco antes da injeção principal, o que reduz a
vibração e o ruído produzidos por esta última. O funcionamento a frio
também melhora com a injeção piloto, de modo que o motor fica dispensado
do período de aquecimento.
Por sua maior eficiência — ou menor consumo em relação ao trabalho
produzido — em comparação ao motor a gasolina, o Diesel tem a vantagem
de emitir menos CO2,
gás que não é poluente, mas contribui para o efeito estufa e o
aquecimento global. No entanto, alta taxa de compressão e mistura
ar-combustível mais "magra" levam esses motores a emitir mais óxidos de
nitrogênio (NOx), fator a que a legislação dos Estados Unidos pôs um
freio ao estabelecer um limite de 1/8 do admitido na Europa. Isso exigiu
soluções dos fabricantes.
A Mercedes saiu-se com o sistema Bluetec, lançado em 2006 no sedã Classe
E e no utilitário esporte Classe GL, que consiste na injeção de um
produto baseado em uréia, semelhante à amônia e chamado por ela de
AdBlue. Em contato com os gases de escapamento, o AdBlue produz uma
reação química em cadeia e, em conjunto a um catalisador adicional,
converte quase todo o NOx em nitrogênio e vapor d'água. Está incluído um
filtro de material particulado com funcionamento autolimpante, que
provoca a queima das partículas quando saturado.
O reservatório de uréia, porém, requer manutenção periódica. Para
dispensar tal intervenção, a Honda desenvolveu um sistema que produz a
própria amônia a partir do NOx absorvido por um catalisador especial. O
motor normalmente funciona com mistura ar-combustível magra, que resulta
em muito NOx. De tempos em tempos, a mistura é enriquecida com compostos
ricos em hidrogênio para que se produza a amônia no catalisador. Quando
a mistura magra é retomada, a amônia reage com o NOx e forma hidrogênio,
uma forma inteligente de atender às severas normas de emissões.
O melhor de dois
mundos
Versões a diesel já respondem por cerca de 50% das vendas de automóveis
na Europa e superam as movidas a gasolina em alguns países. O Diesel
brilha também nas pistas: a Audi venceu três vezes (de 2006 a 2008) a
24 Horas de Le Mans com seus
R10 assim equipados. Foi a consagração de um processo iniciado em 1931,
quando um Cummins Diesel Special foi o primeiro carro a completar a 500
Milhas de Indianápolis sem reabastecer.
Associar as vantagens dos motores Otto e Diesel é o que pretende a
tecnologia HCCI. Seu objetivo é aumentar a eficiência do motor Otto por
meio de algumas semelhanças com o Diesel e de controle eletrônico mais
preciso. A sigla significa Homogeneous Charge Compression Ignition,
ignição por compressão de carga homogênea. Como no Otto, o combustível e
o ar são injetados juntos nas câmaras de combustão, mas (a exemplo do
Diesel) a compressão da mistura é que leva a sua combustão, não uma
descarga elétrica. Outra peculiaridade é que a ignição, em uma explosão
abrupta, acontece em várias partes da câmara ao mesmo tempo.
Seus principais elementos são injeção direta
de gasolina, variador de tempo de
abertura das válvulas e sensor de pressão dos cilindros, que envia
essa informação à central eletrônica. O objetivo é obter eficiência
energética próxima à de um motor Diesel com as emissões poluentes e a
construção mais barata do Otto. A emissão de NOx é mais baixa que em um
Diesel, mas aumentam as de hidrocarbonetos e monóxido de carbono, que
requerem tratamento em catalisador.
Entre as vantagens estão consumo de combustível até 15% menor,
possibilidade de usar taxa de compressão mais elevada e, na comparação
com o Otto, ausência de perdas por bombeamento (que ocorrem quando a
borboleta de aceleração não está toda aberta — problema ausente no
Diesel). Em contrapartida, há desafios: a HCCi é sensível a mudanças de
temperatura e pressão do ar ambientes e a variações na qualidade e na
octanagem da gasolina. Os projetistas também pretendem ampliar sua faixa
de atuação, hoje limitada a uma gama de carga (abertura de acelerador) e
rotação, em geral condições de baixa demanda de potência. Quando o motor
é mais solicitado, volta ao modo convencional de centelha. Deseja-se
ainda tornar imperceptível a transição entre esses modos e eliminar o
ruído, similar ao de detonação, produzido sob certas condições.
A Mercedes-Benz mostrou no Salão de Frankfurt de 2007 o carro-conceito
F700, com o motor chamado
de Diesotto. Dotado de dois turbos seqüenciais e associado a um motor
elétrico, ele resulta em potência total de 261 cv com apenas 1,8 litro
de cilindrada. A Volkswagen trabalha em duas linhas: o Sistema de
Combustão Combinada (CCS), baseado em seu motor turbodiesel de 2,0
litros, e a Ignição de Gasolina por Compressão (GCI), que usa centelha
nas acelerações e HCCI em rotação estabilizada. Por sua vez, a General
Motors testa seu sistema no Opel Vectra e no Saturn Aura. O motor de 2,2
litros e 154 cv atua como o GCI da VW e, comparado ao 2,2 a gasolina de
produção normal, tem consumo 15% mais baixo e emissões de CO2
menores em 17%. A expectativa dos fabricantes para colocá-los no mercado
tem variado de quatro a oito anos. |