Notícias
Vídeos

Motor Scania DC13 atinge a maior eficiência térmica e recebe prêmio pela conquista


Do potencial de energia contida no combustível que corresponde a 100%, a Scania conseguiu extrair o máximo de eficiência, atingindo 50% de aproveitamento com o novo motor diesel DC13

Por: Antonio Gaspar de Oliveira - 30 de setembro de 2023

Inicialmente vamos entender como funciona o aproveitamento térmico dos motores de combustão interna, mas a verdade é que não é possível obter um motor ou máquina com 100% de rendimento, isso é apenas teoria. 

Conseguir uma máquina perfeita seria uma grande conquista que reduziria o consumo de energia, mas isso significaria criar um motor tão eficiente que pudesse transformar toda a energia do combustível em movimento.

Sabemos que isso não acontece nos motores atuais, pois há atrito entre as peças, o calor que escapa e mesmo com lubrificantes aprimorados, novas arquiteturas de motores e tecnologias de injeção, a eficiência está sendo melhorada, mas não é impossível chegar em 100% de aproveitamento.

Na prática, o desempenho térmico médio de um bom motor do ciclo Otto está entre 25 e 30% e nos motores do ciclo diesel, a eficiência térmica varia de 30 a 45%, dependendo do tipo de motor e do fabricante.

Existem três tipos de desempenho térmico quando se fala em um motor de ciclo Otto ou Diesel:

  • Ideal: é definido como a razão entre a quantidade de energia transformada em trabalho útil e a quantidade de energia fornecida. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, nenhum motor pode converter toda a sua energia em trabalho mecânico. Portanto, na prática não há motor com rendimento térmico ideal.
  • Real: é o desempenho térmico real de um motor.
  • Máximo: é o desempenho máximo de um tipo de motor, por exemplo os 50% atingidos pelo motor Scania DC13.

Os motores de combustão são ineficientes e de cada litro de diesel consumido, menos da metade da energia gerada se transforma em energia mecânica para movimentar as rodas e os veículos movidos a gasolina são ainda mais ineficientes, podendo chegar a perder 80% da energia produzida pelo tubo de escape ou perdem essa energia para o ambiente na forma de calor ao redor do motor, principalmente se estiver com quilometragem elevada ou falta de manutenção. 

Mesmo com rumores sobre o fim da produção de motores do ciclo Diesel, a Scania foi premiada pela produção da nova geração de motores diesel DC13, sendo o primeiro motor a atingir a eficiência de 50%.

O novo motor diesel de seis cilindros em linha de 12,74 litros foi projetado para veículos rodoviários da Scania e foi lançado no final de 2021. Esse motor proporcionou uma redução declarada no consumo de combustível de 8% e eficiência térmica próxima 50%. Os recursos deste motor incluem dois comandos de válvulas no cabeçote e um único cabeçote fundido, substituindo os cabeçotes individuais do motor anterior.

O novo desenho do cabeçote apresenta entradas e saídas meticulosamente ajustadas para gerar um fluxo de gás aprimorado por meio de um trem de válvulas mais robusto e preciso, proporcionando o desempenho superior do motor.

O novo freio de liberação de compressão (CRB) integrado ao motor, pesando apenas 7 kg, fornece uma mistura de freio totalmente integrada para uma direção mais suave e um efeito de retardo de até 476 cavalos.

Para as operações de transporte mais desafiadoras que exigem boa capacidade, o sistema CRB opcional do Scania Super pode ser combinado com o retarder Scania R4700D para melhorar a capacidade de manter a velocidade durante a condução em declives e essa combinação também pode reduzir a manutenção de peças do sistema de freios e de outros componentes que são muito exigidos durante o transporte de cargas pesadas.

O compacto sistema de pós-tratamento do motor oferece uma ampla escolha de saídas em diferentes direções. O novo design apresenta uma abertura de saída de exaustão maior para diminuir a velocidade. 

Por meio de alta capacidade de processamento de dados, o sistema de gerenciamento do motor, totalmente integrado, fornece poder de processamento avançado, permitindo maior integração entre os sistemas do motor, como bombas de combustível, injetores e unidade de otimização de combustível, bem como o sistema de gerenciamento da caixa de câmbio do trem de força.

O novo motor DC13 foi projetado com precisão para reduzir as perdas por atrito interno, complementado pela aplicação do óleo de motor Scania LDF-5 de alta qualidade, formulado para fornecer o melhor desempenho possível e total economia operacional.

Este lubrificante foi concebido para a Scania para motores em que é necessário o LDF-5, como os mais recentes motores Scania de 13 litros: DC13 173, DC13 174, DC13 175 e DC13 176. Como parte da introdução do padrão de emissões Euro VI-d para veículos comerciais, a formulação foi especialmente concebida para reduzir o consumo de combustível e reduzir as emissões de CO2 e gases de escape nos novos motores que atendem o padrão Euro VI-d.

Este lubrificante de última geração oferece excelente proteção e economia de combustível quando usado em aplicações severas e garante intervalos de troca significativamente maiores em relação aos lubrificantes convencionais, de acordo com as recomendações do fabricante de veículos. Além disso, devido a sua baixíssima viscosidade (5W20), apresenta extrema capacidade de economia de combustível.

Um dos segredos do sucesso do motor Scania DC13 é a utilização do óleo de motor ecológico para os veículos comerciais mais modernos. O óleo de motor totalmente sintético de alto desempenho devido à sua baixa viscosidade e alta resistência ao cisalhamento, economiza combustível, mas garante proteção confiável contra desgaste mesmo sob carga dinâmica elevada. Com baixo teor de cinzas, é ideal para motores a diesel de baixa emissão e garante maior vida útil aos sistemas de tratamento de gases de escape.

Durante os testes de desenvolvimento é verificada a capacidade do óleo totalmente aquecido (150°C) de funcionar eficientemente entre as aberturas estreitas das peças do motor em movimento rápido, por exemplo, entre o anel do pistão e o revestimento, comando de válvulas, pontos de contato das engrenagens, mancais e bielas.

Para reduzir o consumo de combustível, a Scania seguiu a prática tradicional de redução do atrito interno, enquanto o resfriamento aprimorado permitiu o aumento da taxa de compressão. 

Esses motores provavelmente operam em ambientes hostis e em uma ampla faixa de temperaturas ambiente e em condições de clima frio, a Scania desenvolveu um sistema com uma bomba de alimentação elétrica. O diesel frio é muito lento e a função da bomba elétrica é empurrar o combustível através do sistema no processo de partida e injetar a quantidade correta para o motor iniciar o funcionamento.

Reduzir os custos operacionais não significa apenas reduzir o consumo de combustível e estender os intervalos de manutenção. Os motores de manutenção mais fácil economizam tempo e este novo DC13 reúne no mesmo lado do motor a maioria dos itens de manutenções, evitando trabalhar nos dois lados durante as remoções e instalações de componentes.