Criado carro híbrido gasolina/ar comprimido

Baseado em artigo de Chris Sutton - 24/10/2003

O sistema de válvulas variáveis permite que o motor opere em quatro modos diferentes. Quando o veículo desacelera, ele é usado como um compressor de ar para absorver a energia dos freios e armazenar o ar no reservatório.
[Imagem: UCLA]

Híbrido a ar

Carros híbridos diesel ou gasolina/ar comprimido poderão ser vantajosos para usuários de cidades grandes, conforme pesquisa efetuada por engenheiros da Universidade da Califórnia (Estados Unidos).

Experiências baseadas em simulações e modelagens mostraram que o motor híbrido que utiliza ar comprimido aumenta a eficiência do veículo em 64 por cento em termos de consumo de combustível na cidade e até 12 por cento na estrada.

O estudo também sugere que a adoção do ar comprimido diminuirá custos de fabricação para as montadoras em relação aos híbridos gasolina/ elétricos, que já estão no mercado. O trabalho foi coordenado pelo professor Tsu-Chin Tsao, com a participação do estudante Chun Tai e engenheiros da montadora Ford.

Motor a ar comprimido

Tanto o motor híbrido elétrico quanto os veículos cujo motor também pode ser movimentado com ar comprimido tiram vantagem de uma energia que é desperdiçada pelos carros comuns. Durante as frenagens e desacelerações, a energia cinética que movimenta o carro é inteiramente gasta como atrito nas pastilhas de freio, gerando apenas calor.

O consumo de combustível pode ser grandemente otimizado se esta energia puder ser capturada, armazenada e reutilizada mais tarde para fazer o veículo se movimentar.

Para construir o motor híbrido gasolina/ar comprimido, o Dr. Tsao introduziu modificações em um motor tradicional V6 de 2,5 litros. Entre as modificações está um novo desenho do eixo de comando de válvulas que permite que o motor não apenas queime a gasolina de forma mais eficiente, mas também comprima e expanda o ar capturado durante a frenagem.

Quando o ar é comprimido, está sendo armazenada uma energia que não é nem tóxica nem explosiva. Quando o ar é novamente expandido, a energia que é liberada é então utilizada para acelerar o carro.

Acúmulo de energia cinética

O conceito é muito parecido com o utilizado nos veículos híbridos gasolina/elétricos, os quais já são produzidos por algumas montadoras, sendo sucesso de vendas principalmente no Japão. Esses veículos já demonstraram na prática a eficiência da reutilização dessa energia desperdiçada durante as frenagens. Apenas que, nesses modelos, a energia cinética é armazenada sob a forma de energia elétrica em baterias e depois utilizada para movimentar um motor elétrico.

A parte eletrônica e elétrica, além das baterias, requeridas para que o carro híbrido elétrico funcione com base na eletricidade representam um aumento significativo de custos e de peso. Para compensar o aumento de peso, as montadoras estão substituindo os materiais utilizados nos carros comuns por materiais mais leves e mais caros, o que resulta em nova elevação nos custos.

No caso do veículo híbrido a ar comprimido, o maior incremento de peso virá de um tanque de armazenamento pesando não mais do que 30 quilos. Como não será necessário um segundo sistema de propulsão, já que o ar comprimido é utilizado pelo próprio motor a combustão modificado, o projeto como um todo é mais simples e mais barato de ser produzido.

Comando de válvulas variáveis

Em um motor tradicional a combustão, o comando de válvulas faz com que as válvulas de admissão e de escape abram e fechem de forma sincronizada para permitir que o ar e o combustível entrem na câmera e saiam com gases de escape após a queima. O comando de válvulas é um eixo projetado para funcionar de forma fixa e previsível, segundo a regulagem mais eficiente e de maior rendimento para o motor.

Para criar o motor que funciona também com ar comprimido, os engenheiros criaram um sistema de válvulas eletrohidráulico que não utilize um eixo para acionar as válvulas. Isto permite o funcionamento variável das válvulas, com maior controle sobre quando a válvula se abre e se fecha e por quanto tempo ela deva permanecer em cada posição.

O sistema foi elaborado de forma a funcionar em uma ampla faixa de temperaturas. Isto permite que um motor tradicional funcione de outras maneiras que não apenas queimando uma mistura de ar e combustível.

O sistema de válvulas variáveis permite que o motor opere em quatro modos diferentes. Quando o veículo desacelera, ele é usado como um compressor de ar para absorver a energia dos freios e armazenar o ar no reservatório.

Sempre que o veículo parar, em um sinal de trânsito, por exemplo, o motor é automaticamente desligado. Quando a semáforo se abre e o motorista aciona o acelerador, o motor é posto em funcionamento imediato por meio do ar comprimido. Assim que o carro ganha velocidade, o ar comprimido é desligado e o motor volta a queimar combustível, de forma praticamente imperceptível para o motorista.

Veículo a ar comprimido

O conceito de mover um veículo a ar comprimido não é novo. Já há inclusive empresas fabricando carros unicamente a ar comprimido desde 2002.