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Sistemas de propulsão automotivos e impacto de partida para motores de combustão interna


REMOVER SUBTITULO MATERIA NÃO PUBLICADA

Por Alvaro Canto Michelotti
16 de maio de 2012


O discurso geral dos dirigentes do setor automotivo aponta que existe futuro para o motor de combustão interna nos veículos, mesmo que para isso ele tenha que ser mais eficiente e menos poluidor do que é hoje. Mesmo tendo que compartilhar o mercado mundial do futuro com outros tipos de sistemas de propulsão, como os sistemas híbridos e veículos elétricos, ainda se manterá por longo período como o principal trem de força (powertrain) dos automóveis no mundo todo.

Pesquisas recentes indicam que as emissões de gás carbônico (CO2) originadas de veículos de passeio foram responsáveis por 7% do total de emissões de gases que causam o efeito estufa em 2006. E projetam um aumento de mais de 54% até 2030, atingindo cerca de 4,7 giga toneladas de CO2 devido ao aumento no número de veículos – de 730 milhões para mais de 1,3 bilhão nesse período.

O desenvolvimento de motores e combustíveis alternativos para aplicações em automóveis tem focado no uso do hidrogênio como fonte de energia para motores que utilizam o conceito de células de combustível, os veículos elétricos puros e os veículos híbridos nos quais coexistem um motor de combustão interna e um motor elétrico, além de novas tecnologias para aumento da eficiência dos atuais motores de combustão interna.

Mas a expectativa é que não haverá uma única solução que será mundialmente adotada, e que tenha condições de fornecer a necessária redução de emissões de poluentes a um custo competitivo. Tal fato irá garantir a coexistência de uma gama variada de alternativas tecnológicas de sistemas de propulsão por um longo período, dependendo das características particulares dos países e regiões do mundo.

Várias tecnologias estão sendo introduzidas para aumento da eficiência dos motores de combustão interna, entre as quais pode-se citar a HCCI, do inglês Homogeneous Charge Compression Ignition, na qual o aumento de eficiência do motor do ciclo Otto é obtida pela compressão e aquecimento da mistura ar-combustível até o seu ponto de auto-ignição, fazendo com que um motor movido à gasolina ou álcool tenha uma eficiência similar à de um motor diesel; ou a estratégia de downsizing, conhecida pelo aumento da potência específica do motor em kW/litro, ou seja, é o desenvolvimento de um motor 1.0 litros com potência de 1.6 ou mais; além da Injeção Direta de Combustível, na qual o bico injetor é posicionado de forma que o combustível seja injetado e misturado ao ar dentro do próprio cilindro, gerando uma combustão mais limpa e eficiente do que aquela obtida no coletor de admissão.

Uma característica dos motores de combustão interna é a necessidade de assistência para a partida até atingirem o seu funcionamento autônomo. Os sistemas de partida inicialmente eram acionados manualmente, e depois o uso do motor elétrico com algumas funções adicionais (como o impulsor de partida) se tornou largamente utilizado tanto para motores do ciclo Otto (motores à gasolina/álcool) quanto para os motores do ciclo diesel.

Os sistemas de partida utilizados atualmente também começam a evoluir, após mais de um século de poucas alterações desde a invenção do motor de partida convencional. Alguns conceitos inovadores começam a surgir, como o motor-gerador integrado, que é acoplado ao motor de forma contínua por meio de correia, no qual um único sistema tem a dupla função de motor de partida e de alternador.

Esses novos conceitos de sistemas de partida não-convencionais podem também contribuir para o aumento da eficiência dos motores de combustão interna, através da economia de combustível, e também na redução das emissões de gases poluentes. A tecnologia conhecida como start-stop, por exemplo, permite que em situações de congestionamento usuais em grandes cidades, a economia de combustível possa atingir cerca de 8%, medida que pode variar dependendo do ciclo urbano considerado na avaliação, mas que se torna um fator decisivo para a adoção desse tipo de sistema de partida.

Torna-se bastante evidente que há grandes oportunidades para a pesquisa de novos conceitos de sistemas de partida, os quais possam fornecer baixo custo e maior eficiência. Tais iniciativas podem contribuir para a adoção de sistemas de partida não-convencionais (do tipo start-stop) em mercados emergentes como Brasil, Índia e Rússia, já que o maior custo de tais sistemas inviabilizam hoje sua aplicação em mercados direcionados pelo baixo custo.

* Alvaro Canto Michelotti é Analista de Pesquisa e Desenvolvimento da empresa Zen S/A Indústria Metalúrgica

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