A indústria automotiva tem trabalhado incansavelmente para reduzir as emissões dos carros com motor de combustão. O objetivo não é apenas ter um motor mais eficiente, com menores consumos, mas também reduzir as emissões de gases poluentes para a atmosfera.
Embora os automóveis com motores de combustão interna já tenham uma data marcada para o seu desaparecimento em favor dos veículos eléctricos ou dos veículos baseados noutras tecnologias de condução, zero emissões, os motores de combustão interna ainda têm vida, e continuarão presentes em veículos como camiões, máquinas agrícolas, etc., bem como em navios, onde neste momento as alternativas não são suficientes. Mas como fazer com que esses motores considerados “sujos” sejam uma aposta para o futuro? Aqui veremos algumas das tecnologias para continuar melhorando esses motores…
Inovações no sistema de transmissão
Os melhorias no sistema de transmissão pode ter um impacto significativo na eficiência do combustível e, portanto, nas emissões. As transmissões automáticas atuais podem ter até 10 velocidades, permitindo maior eficiência ao permitir que o motor funcione na faixa de eficiência ideal por mais tempo. Além disso, as transmissões de dupla embreagem oferecem mudanças de marcha mais rápidas e suaves, o que também pode melhorar a eficiência de combustível.
Catalisadores que capturam CO2
Os catalisadores que capturam CO2 são uma tecnologia emergente que poderá ter um grande impacto na redução das emissões dos automóveis com motor de combustão. Estes catalisadores funcionam capturando CO2 diretamente dos gases de escape e convertendo-o num produto útil, como combustível sintético ou plástico. Geralmente são catalisadores líquidos, diferentes dos atuais sólidos.
Melhorias de software
El O software de gerenciamento de motores desempenha um papel crucial na eficiência de combustível e nas emissões. Melhorias neste software podem permitir uma combustão mais eficiente, melhor tempo de injeção e ignição de combustível e gerenciamento mais eficaz dos sistemas de pós-tratamento de escapamento. A eletrônica melhorou muito o consumo e ainda pode ser otimizado ainda mais.
Injeção e tempo de válvula variável
La injeção direta de combustível, onde o combustível é injetado diretamente na câmara de combustão, permite maior eficiência de combustão. Além da tempo de válvula variável Permite que as válvulas do motor abram e fechem no momento ideal para maximizar a eficiência e minimizar as emissões, em comparação com sistemas rígidos de árvores de cames à cabeça, onde ocorrem sempre ao mesmo tempo.
Combustíveis alternativos
Os Combustíveis alternativos, como o gás natural, o etanol e o biodiesel, podem reduzir significativamente as emissões dos automóveis com motor de combustão. Além disso, alguns carros podem funcionar com hidrogênio, que emite apenas água quando combinado com o oxigênio do ar durante a combustão.
Sistemas de pós-tratamento de gases de escape
Assim como o catalisador que mencionei acima, também existem outros sistemas de pós-tratamento de gases de escape, como filtros de partículas diesel e catalisadores de três vias, podem reduzir significativamente as emissões dos automóveis com motor de combustão. Esses sistemas funcionam capturando e neutralizando contaminantes nos gases de escape antes que eles saiam pelo tubo de escape.
Hibridização
La hibridização, onde um carro utiliza um motor de combustão e um motor elétrico, pode reduzir significativamente as emissões. Os carros híbridos podem operar em modo elétrico em baixas velocidades e em curtas distâncias, reduzindo o uso do motor a combustão. E, essa tecnologia pode continuar melhorando muito, com as melhorias do motor a combustão e também com a parte elétrica...
Desativação do cilindro
La A desativação do cilindro permite que alguns cilindros de um motor sejam desligados durante determinadas condições de condução, como dirigir em velocidade constante na rodovia, para economizar combustível. Isso é algo muito interessante e é controlado eletronicamente para se adaptar sempre às demandas, reduzindo consumos e melhorando a eficiência e as emissões.
Taxa de compressão variável
La taxa de compressão variável permite que a taxa de compressão do motor seja ajustada rapidamente para maximizar a eficiência de combustível. Esta é uma tecnologia ainda mais sofisticada que a anterior, e pode variar esta relação crítica no comportamento do motor, embora acrescente complexidade extra.
Carga estratificada
La carga estratificada, onde uma mistura rica de ar-combustível é acesa primeiro e depois uma mistura mais pobre, pode melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões.
Melhorias na turboalimentação
Os melhorias na turboalimentação, como turbocompressores twin-scroll e turbocompressores de geometria variável, podem aumentar a eficiência do motor e reduzir as emissões. Há ainda um campo interessante a explorar neste sentido, aproveitando a energia dos gases de escape para melhorar a potência e o desempenho, ao mesmo tempo que reduz o tamanho, o peso e o consumo do motor.
Unidade Geradora de Motor-Calor (MGU-H)
O que é conhecido na Fórmula 1 como Unidade Geradora de Motor-Calor (MGU-H) É uma tecnologia usada em alguns carros de alto desempenho. É uma espécie de gerador elétrico conectado ao turboalimentador do motor. Quando o motor está funcionando, o turboalimentador gira e o MGU-H pode converter parte dessa energia mecânica em energia elétrica. Essa energia elétrica pode ser usada para alimentar outros sistemas do carro, como os motores elétricos ou para carregar a bateria. Além disso, o MGU-H pode usar energia elétrica para acelerar o turboalimentador, o que pode ajudar a reduzir o turbo lag e melhorar a eficiência do motor.
Freio regenerativo ou KERS (Sistema de Recuperação de Energia Cinética)
El frenagem regenerativa, também conhecida como KERS (Kinetic Energy Recovery System), é uma tecnologia utilizada em muitos carros híbridos e elétricos, embora seja uma tecnologia antiga utilizada em trens elétricos, e também em categorias de automobilismo como a F1 (hoje chamada de MGU-K). O KERS permite recuperar parte da energia cinética normalmente perdida durante a travagem e convertê-la em energia elétrica. Quando o motorista pisa no freio, o sistema de frenagem regenerativa usa o motor elétrico do carro como gerador. Este gerador converte a energia cinética do carro em movimento em energia elétrica, que é armazenada na bateria do carro. Esta energia armazenada pode então ser usada para ajudar a impulsionar o carro, o que pode melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões.
Novas ligas de magnésio e materiais exóticos
Os ligas de magnésio São uma alternativa atraente aos metais estruturais atuais na indústria automotiva devido à sua baixa densidade e alta resistência. Estas ligas podem contribuir para a redução do peso dos veículos futuros, o que pode melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões. Lembremos que uma das limitações mais importantes dos atuais motores de combustão é justamente a metalurgia, uma vez que não existem metais ou ligas melhores que os atuais para continuar a melhorar estes sistemas.
No entanto, um dos principais desafios com o uso do magnésio é a sua tendência à corrosão. Para superar esse problema, os pesquisadores estão projetando novas ligas de magnésio modificadas com elementos lantanídeos para melhorar sua resistência à corrosão.
Revestimento para metais (filmes)
Além das ligas, revestimentos para metais Eles também estão sendo estudados para melhorar a eficiência e reduzir o desgaste do motor. Um exemplo disso é um novo revestimento desenvolvido por pesquisadores que interage com o óleo do motor para criar uma película de carbono que reduz o atrito melhor do que o óleo sozinho, resultando em menos aquecimento, maior eficiência, menor consumo, melhorias no desempenho… Este revestimento, que é aplicado às peças do motor antes de saírem da fábrica, é uma superfície “ativa” que está permanentemente ligada às peças do carro.