Sistema start/stop: a tecnologia contra a poluição nas grandes cidades

Nesta coluna, iremos explicar o princípio de funcionamento e as estratégias de aplicação deste sistema.

História e princípio de funcionamento
Podemos resumir o princípio de funcionamento do sistema start/stop desta forma: Após paralisar o veículo, em um semáforo por exemplo, o motorista aciona o freio e/ou a embreagem, colocando em ponto morto e mantendo o motor em rotação de marcha lenta. 

Após alguns segundos nesta situação (entre oito e dez segundos, dependendo do fabricante), o módulo do sistema interrompe o funcionamento do motor cortando o combustível.

Quando a embreagem é acionada ou o freio liberado, o módulo automaticamente aciona o motor novamente,  através do motor de partida ou do motor/alternador, fazendo com que o motor entre em funcionamento de maneira praticamente imediato.

Desta forma, é possível reduzir o consumo de combustível e a emissão de poluentes e CO2 em situações típicas de grandes cidades, como esperas de semáforos e congestionamentos.

A ideia de cortar o funcionamento do motor para reduzir o consumo e, consequentemente, a emissão de poluentes não é recente, tão pouco inovadora.

Em meados da década de 70, quando a crise do petróleo incentivou a busca por redução no consumo combustível e as leis ambientais ficaram mais rígidas, as montadoras começaram a buscar soluções que fizessem os motores da época, normalmente grandes e pouco eficientes, se enquadrassem na nova legislação.

Umas das alternativas encontradas foi o desenvolvimento do sistema start/stop.

O grande limitador para a adoção desta tecnologia em uma ampla gama de modelos era que não havia como garantir que o motor fosse desligado e ligado de forma rápida e sem falhas, em uma época sem injeção eletrônica.

Tipos construtivos
Atualmente, existem dois tipos construtivos básicos do sistema, sendo um baseado no sistema de partida convencional e um baseado no alternador.

O sistema baseado no motor de partida foi o primeiro a ser desenvolvido. A principal alteração neste tipo construtivo é a instalação de um motor de partida mais robusto e uma central eletrônica responsável pelo gerenciamento deste sistema, monitorando os sensores e trabalhando em conjunto com a UCE do motor. Por ter um custo menor para desenvolvimento, fabricação e implantação, é o mais utilizado atualmente.

Neste tipo de sistema, o funcionamento do motor é igual ao de um modelo convencional, porém, como o sistema start/stop irá ligar e desligar o motor mais vezes, o motor de partida é muito mais solicitado, sendo um dos principais componentes.

Por outro lado, sistema baseado no alternador substitui o motor de partida por um alternador reversivo, ou seja, faz o trabalho inverso, girando o motor através da correia (este equipamento também pode ser encontrado com o nome de motor/alternador ou alternador/motor de partida em algumas literaturas).

Quando é dada a partida no motor, o alternador é responsável por gerar rotação para os componentes e, a partir do momento em que o motor entra em funcionamento, o alternador passa a gerar eletricidade, como um modelo tradicional.

De desenvolvimento mais recente, possui fabricação, componentes e processo de implantação mais complexo, é utilizado principalmente nos modelos franceses, como o Citroën C3 comercializado na Europa.

Funcionamento do sistema regenerativo
O sistema de regeneração de energia aumenta a produção de corrente do alternador nas desacelerações, armazenando a energia que seria desperdiçada para, na aceleração, diminuir a produção de corrente do alternador, reduzindo assim a carga sobre o motor e consequentemente o consumo de combustível e a emissão de poluentes e CO2.

Isto é feito como forma de aliviar a carga do motor e, consequentemente reduzir a perda de potência do motor quando ela é mais necessária.

Reaproveitamento de energia e boost elétrico
Alguns modelos utilizam supercapacitores para armazenar a energia da desaceleração. Desta forma, o alternador/motor de partida pode iniciar a movimentação do veículo quando o motorista pisar no acelerador, e ainda funcionar como um boost elétrico, ou seja, fornece torque para o motor. Como o motor elétrico tem torque em todas as faixas de rotação, há um incremento na curva de torque do motor em baixas rotações, como pode ser visto no gráfico acima:

Aplicações
Por não exigir grandes alterações, praticamente qualquer motor a gasolina pode ser equipado com o start/stop, podendo ser aplicado tanto em modelos manuais como automáticos. No Brasil, alguns modelos equipados com o sistema são: Smart Fortwo MHD, Audi A1 e A8, Maserati Quattroporte, Mercedes-Benz E200 e C250 CGI, BMW X3, Porsche Panamera, Mini Countryman, entre outros. Os fabricantes buscam aplicação também em linha diesel, porém a adaptação está limitada a motores de pequeno porte, já que a aplicação em motores maiores é inviável tecnicamente.

Estratégia de funcionamento
Para que o sistema start/stop possa entrar em funcionamento, o módulo de controle necessita de alguns parâmetros para avaliar se o sistema deve ser ativado ou não. Os principais são: posição do câmbio, velocidade do veículo, rotação do motor, posição do virabrequim, nível de carga da bateria, temperatura do motor e do ambiente e posição e pressão dos pedais. Com isto, o módulo pode selecionar o momento em que o funcionamento será cortado e quando o motor será ligado novamente, permitindo partidas rápidas e sem vibrações.

Para que o start/stop entre em funcionamento, alguns quesitos devem ser atendidos. São eles: tensão de bateria suficiente para nova partida; veículo parado; motor em rotação de marcha lenta; freio (para câmbios automáticos) e embreagem (para câmbios mecânicos) acionados; motor em temperatura de trabalho e temperatura ambiente dentro do normal.

Nestas condições, torna-se viável desligar o motor, pois entrará em funcionamento facilmente quando solicitado. Se o sistema de ar-condicionado ou o rádio estiverem ligados, estes permanecerão funcionando com o motor desligado, e o módulo se encarrega de diminuir a rotação do eletroventilador e de ativar o recírculo do ar, para minimizar a variação de temperatura no interior do veículo.

Em modelos com câmbio automático, um dispositivo adicional chamado acumulador de pressão, é instalado na caixa de transmissão, responsável por garantir a pressão ideal dentro do câmbio, para permitir o engate da 1ª marcha quando o motor for religado e o acelerador, pressionado.

O motor deve entrar em funcionamento o mais rápido possível, seja pelo motor de partida ou pelo alternador, por isso o módulo de controle armazena informações que permitem formar uma estratégia para que isto aconteça, em alguns casos, no primeiro quarto de volta do motor.

Conclusão
O start/stop, apesar dos benefícios que proporciona, continua sendo um sistema restrito a veículos mais sofisticados, ele está disponível no Brasil somente em modelos de categoria superior. Porém, como a tendência é que com o tempo as legislações ambientais brasileiras fiquem mais parecidas com as europeias, com certeza o número de modelos que usufruem desta tecnologia irá aumentar, alcançando até mesmo os modelos compactos, como o VW Polo e o Citroën C3 vendidos no exterior.