07/07/2020 - 8:30
Os motores a combustão continuam evoluindo e ganhando novas tecnologias (leia aqui) e ainda viverão por muito mais tempo tempo — mesmo que não sozinhos, mas trabalhando em conjunto com unidades elétricas, nos diferentes tipos de carros híbridos. Conheça aqui os quatro tipos usados comercialmente e com sucesso hoje em dia. O novo Honda Fit usa o mais elétrico dos sistemas, como você verá mais abaixo.
MILD HYBRID: AJUDA DE LEVE
Primeiro dos tipos de carros híbridos, o primeiro grau de eletrificação dos motores a combustão é chamado de híbrido leve ou mild hybrid, é bastante simples: no lugar do tradicional alternador, há um motor-gerador capaz de recuperar energia (que é armazenada em uma pequena bateria) e reutilizá-la nas partidas de modo rápido e silencioso, ajudando o motor a combustão, que ainda continua sendo o principal ator da propulsão.
O Mercedes C 200 EQ Boost (leia aqui) é um exemplo. As versões básicas são 12 volts, e de 48 são mais eficazes, fornecendo até 10 kW e 15 NM (13,6 cv e 1,5 kgfm).
MILD INTEGRADO: APIMENTANDO O DESEMPENHO
O motor-gerador de 48V dos híbridos leves podem também assumir a função de volante do motor. A potência aumenta, neste caso, porque não há os limites de transmissão mecânica da correia e as capacidades do motor elétrico são maiores.
Os custos aumentam um pouco e a instalação no carro é mais difícil, pois o comprimento do motor aumenta em alguns centímetros. Por outro lado, a funcionalidade não muda muito: o híbrido leve se limita a recuperar energia em desacelerações e usá-la nas acelerações, facilitando a tarefa do motor térmico.
Mas, se você move o motor-gerador e o coloca na transmissão, interpondo uma embreagem à unidade térmica para desconectar os dois motores, você tem como resultado um híbrido full (e, portanto, capaz de funcionar só com eletricidade), mesmo usando com sistemas elétricos de 48 volts.
Os desempenhos não são iguais aos dos sistemas mais tradicionais, de alta tensão, mas os custos diminuem bastante. E não há a mesma necessidade das precauções na produção e do isolamento necessário para evitar o risco de eletrocussão.
FULL HYBRID: AQUI A COISA É SÉRIA
Outros dos tipos de carros híbridos é o full hybrid (“completo”), quando a eletrificação se torna mais importante e é capaz de movimentar o carro por si só. Dependendo da bateria, pode ser suficiente para rodar centenas de metros ou até 50 km, nos “plugáveis” (plug-in) como o novo Volvo XC40 (leia mais aqui).
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O esquema pode ter motores elétrico e motores a combustão paralelos com a transmissão, como na Europa e na Coreia, ou em série/paralelo como nos Toyota e Lexus (leia aqui a avaliação do ES 300h). De qualquer modo, o motor (quase sempre a gasolina) dá parte de sua tarefa ao elétrico e pode ser projetado de acordo.
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A maioria dos tipos de carros híbridos operam no ciclo de Atkinson, que aumenta a eficiência às custas do torque e potência – compensadas justamente pela contribuição da eletricidade. Assim, o motor a gasolina atinge eficiência térmica máxima, superando 40%. O Toyota Corolla é o primeiro nacional full hybrid, e também o primeiro híbrido flex do mundo.
HÍBRIDO EM SÉRIE: DIVISÃO DE FUNÇÕES
Entre os diferentes tipos de híbridos, o mais alto grau de eletrificação dos veículos atuais antes dos modelos 100% elétricos – ou seja, que ainda envolve a presença de um motor térmico no sistema de propulsão –, é hoje encontrado nos carros híbridos em série, em sistemas como o da Nissan.
Neste caso, há uma clara separação de papéis entre o motor elétrico e o motor térmico: o primeiro fornece tração ao carro, exclusivamente, enquanto o segundo fica dedicado à operação de gerador, fornecendo energia para seu companheiro elétrico. O novo Honda Fit também usa um sistema assim na sua versão híbrida; leia aqui a avaliação.
Isso permite aos fabricantes otimizar ambas os propulsores para a sua tarefa: mais especificamente, o motor tradicional não é usado em uma ampla gama de velocidades e cargas, como acontece nos carros convencionais, mas trabalha em condições bem mais restritas de uso.
Assim, o mecanismo pode ser bastante simplificado, porque alguns sistemas de aumento de eficiência dos motores térmicos (clique aqui para ler reportagem sobre eles) não são mais necessários. No entanto, permanecem as medidas destinadas a aumentar a eficiência mecânica e térmica dos motores a combustão, que se beneficiam dos inovadores sistemas de combustão de mistura magra.
UM PORÉM
Importante notar também que os full-hybrids, em particular os plug-in, apresentam alguns problemas no controle de emissões poluentes, porque o motor térmico nem sempre está em operação: consequentemente, o sistema de purificação de gases de escape não pode ser mantido em sua temperatura de eficiência máxima.
Portanto, medidas apropriadas devem ser adotadas, como, por exemplo, aquecer o motor, usando-o para carregar a bateria (que em caminhos muito curtos pode ter impacto significativo no consumo), seu encapsulamento para mantê-lo aquecido ou o aquecimento dos catalisadores por meio do uso de uma resistência elétrica dedicada.
SISTEMAS ANTIPOLUIÇÃO: PARTÍCULAS NA MIRA
Até agora, falamos sobre sistemas destinados a reduzir as emissões de CO2 dos motores a combustão, mesmo que usados em conjunto com unidades elétricas nos diferentes tipos de carros híbridos, que têm impacto nas mudanças climáticas. Mas não devemos esquecer os materiais que causam poluição do ar e fazem mal às pessoas. Deste ponto de vista, o diesel está sendo acusado e ameaçado de morte. Mas ele também terá um futuro, dada a sua produção limitada de CO2.
O catalisador SCR extra fica embaixo do assoalho e funciona mesmo nas condições mais difíceis
Um purificador antes do segundo SCR cuida bloqueia as emissões de amônia
Se há tempos se resolveu o problema das partículas, agora também podemos remediar as emissões de óxido de nitrogênio (NOx), graças a catalisadores SCR cada vez mais avançados.
O novo VW Passat, por exemplo, usa dois do tipo ativo, cada um com seu próprio dosador AdBlue: a localização diferente dos purificadores significa que a conversão de NOx permanece alta mesmo em altas temperaturas dos gases de escape.
Além disso, um catalisador adicional evita emissão de amônia. Os filtros de partículas também melhoraram: sua eficiência já era alta, mas os mais recentes podem reter até partículas ultra finas (PM2,5)
