terça-feira, 21 de dezembro de 2021

Refletindo sobre uma hibridização associada ao downsizing

Uma consolidação da presença de veículos híbridos nos principais mercados mundiais já se revela algo irreversível, até mesmo em países um tanto conservadores como o Brasil onde já se pode observar uma quantidade razoável de híbridos plug-in em segmentos mais prestigiosos como o de sedãs "executivos". Da geração dos BMW Série 5 com a designação G30 por exemplo, que em todas as versões conta com motores dotados de turbo e injeção direta, um caso a se destacar é o BMW 530e iPerformance que une o motor B48 de 2.0L e 4 cilindros a um motor elétrico e, além de gerar energia elétrica a bordo como é habitual dos híbridos e da recuperação de energia cinética com a frenagem regenerativa, também se vale da possibilidade de recarregar a bateria tracionária na rede elétrica. Mas ainda é de se considerar que os sistemas híbridos, quando associados a um motor turbo, podem oferecer mais oportunidades de explorar a recuperação de uma maior quantidade de energia e eventualmente prescindir de alguns dispositivos de controle de emissões que tem se proliferado até junto aos motores de ignição por faísca.

A presença do turbocompressor, que em algumas circunstâncias já pode constituir uma notável melhoria no âmbito da eficiência energética por aproveitar uma energia cinética contida nos gases de escape, leva a questionamentos quanto à viabilidade de incorporar a veículos híbridos homologados para tráfego em vias públicas um sistema como o MGU-H que marcou presença na Fórmula 1 entre 2014 e 2021. Tendo em vista até a mitigação do turbo-lag quando o conjunto moto-gerador atua como uma espécie de motor de arranque dedicado ao turbo, especialmente desejável à medida que uma mais natureza intermitente no funcionamento do motor de combustão interna associada à hibridização se revela durante a operação em ambiente urbano, vale destacar que uma carga adicional para geração de eletricidade ainda pode ser útil para controlar a velocidade da massa rotativa e evitar ressonância nas extremidades das palhetas da turbina e do compressor, recuperando a energia cinética desperdiçada ao se recorrer à válvula wastegate que é o método mais comum em motores a gasolina ou flex quando especificados com turbo. E mesmo que a injeção direta possibilite usar uma taxa de compressão estática relativamente alta para a gasolina sem um enriquecimento excessivo da mistura ar/combustível para evitar a pré-ignição, um resfriamento mais intenso da carga de admissão que pode ser obtido ao usar o etanol como combustível já favorece a hipótese de emular uma taxa de compressão variável ao modular a rotação do turbo e a recuperação de energia cinética, embora acarretasse numa desvantagem mais acentuada para o consumo de etanol em volume comparado à gasolina.

Como nem tudo são flores, a maior presença da injeção direta junto a motores de ignição por faísca tem se revelado uma faca de dois gumes, ao considerar a necessidade dos filtros de material particulado para responder a um recrudescimento das normas de emissões que antes pareciam ser mais problemáticas só no tocante aos motores Diesel. Eventualmente pudesse ser tentador e até mais barato recorrer ao mesmo expediente que a Toyota e a Ford costumam aplicar a modelos híbridos, com motor de aspiração natural e injeção nos pórticos de válvula, com uma duração prolongada da abertura das válvulas de admissão já avançando sobre a fase de compressão, proporcionando uma compressão dinâmica reduzida e o efeito Atkinson, caracterizado por uma fase de expansão mais longa que a de compressão, além da formação de material particulado menos intensa com vaporização mais completa do combustível e facilidade para também incorporar uma capacidade de operar com gás natural em comparação à injeção direta. Mas ainda pesam a favor do downsizing algumas regulamentações que favorecem uma cilindrada menor mesmo entre modelos com uma proposta inerentemente mais "sustentável" como dos automóveis híbridos, que em outros países como o Equador estão em efeito na tentativa de inibir o uso dessa tecnologia para evasão fiscal em categorias mais prestigiosas, além do turbo proporcionar alguma compensação dos efeitos da altitude que diga-se de passagem seriam ainda melhores com a mitigação do turbo-lag que poderia ser proporcionada pelo sistema MGU-H.

É inegável que a hibridização vem se apresentando como uma alternativa menos controversa que toda a paranóia midiática que tem demonizado o motor de combustão interna de um modo geral, embora tenha o problema de ser apresentada em alguns casos como um contraponto aos motores Diesel no tocante às perspectivas de apresentar uma maior eficiência diante de similares movidos somente a gasolina. Com o downsizing também ganhando força junto à indústria automobilística, especialmente ao longo das duas últimas décadas, também acabava sendo de esperar que em algum momento ambas as estratégias viriam a apresentar novos desafios de ordem técnica, e nem sempre se mostra tão fácil conciliar as eventuais vantagens de cada método num mesmo produto. Portanto, considerando que algumas peculiaridades inerentes ao downsizing como a massificação do turbo e da injeção direta levam a algumas condições operacionais mais próximas das anteriormente observadas em motores Diesel, a integração que se vem implementando em alguns sistemas híbridos também denota alguma precipitação em torno das políticas anti-Diesel que vem sendo levadas adiante em algumas regiões.

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Nem sempre é viável manter as relações de marcha originais após converter um veículo para Diesel, em função dos regimes de rotação diferenciados. Portanto, uma alteração das relações de diferencial ou até a substituição do câmbio podem ser essenciais para manter um desempenho adequado a todas as condições de uso e a economia de combustível.

It's not always viable to retain the stock gear ratios after converting a vehicle to Diesel power, due to different revving patterns. Therefore, some differential ratio or even an entire transmission swap might eventually be essential to enjoy a suitable performance in all driving conditions and the fuel savings.

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