O Inovar-Auto está sendo responsável por inúmeras iniciativas no que diz respeito à redução do consumo de combustível e, consequentemente, das emissões de CO2.
Muitas delas já são de conhecimento geral, mas uma das mais comentadas no momento é o stop-start, já presente em alguns dos carros nacionais: Fiat Uno, Audi A3 Sedan e, em breve VW Golf.
Parece relativamente simples que essas soluções sejam desenvolvidas e implementadas nos carros atuais, mas muitas delas dependem de desenvolvimentos paralelos que nem sempre chegam ao conhecimento do consumidor final.
O stop-start faz parte desse rol de novas tecnologias, e talvez seja uma das que mais exija dos componentes internos do motor. Parece simples fazer o motor desligar e ligar em situação de congestionamento, o que não se imagina é que essa simples atitude de desligar e ligar o motor acarreta um esforço acima do normal nas suas partes móveis inferiores. Principalmente porque durante a vida útil de um motor normal ele está sujeito a aproximadamente 100 mil partidas, equipado com o stop-start esse número pula para algo em torno de 600 mil partidas.
Refrigeração, mesmo com o ar-condicionado desligado
Um dos desafios a ser superado pelo sistema stop-start é justamente o aquecimento da cabine quando o sistema desliga o motor. Diante desse inconveniente a MAHLE desenvolveu um sistema que garante um mínimo de bem-estar para os ocupantes do veículo durante esse período.
Quando o motor é desligado, o ar-condicionado, que é acionado por um compressor que vai ligado ao virabrequim, deixa de produzir o fluxo de ar refrigerante que assegura a temperatura agradável dentro do habitáculo. Ou seja, todas as vezes que o stop-start entra em ação o compressor é desligado.
Para anular essa sensação de desconforto dentro do carro, os sistemas usuais contam com lógicas de controle que religam o motor assim que a temperatura interna da cabine aumenta e passa a ser percebida como desagradável. Independente do trânsito andar e do veículo se mover.
Ou seja, cada vez que o motor funciona com o carro parado se reduz a capacidade do sistema stop-start de produzir economia de combustível e redução de emissões. Estudos realizados nos Estados Unidos estimam que sejam consumidos em torno de 27 bilhões de litros de combustível somente para o acionamento do ar-condicionado.
Para minimizar os efeitos do desconforto interno, interferindo o mínimo possível com o consumo de combustível, a MAHLE desenvolveu um novo conceito de evaporador que conta com um reservatório adicional. Trata-se de uma espécie de acumulador selado, que é preenchido por um material chamado Phase-Change Media (PCM), que tem a propriedade de congelar e se solidificar.
Portanto, quando o compressor deixa de atuar em função do desligamento motor, esse reservatório contendo PCM consegue manter a temperatura interior do carro agradável por um período de até 40 segundos sem que o motor do carro tenha que ser religado.
Melhor dizendo, ganha-se esse tempo em consumo de combustível e em redução de emissões, enquanto que a temperatura continua a ser percebida como agradável pelos passageiros. Análises realizadas durante a primavera na cidade de São Paulo, mostraram que em média o motor desligado pelo stop-start liga novamente, mesmo sem movimento, após 20 segundos. E ainda foram medidos os tempos médios em que o veículo ficava sem movimento como inferior a 1 minuto.
O sistema concebido pela MAHLE se mostrou tão eficiente e inovador que 100% dos modelos BMW de gama alta – de Série 5 em diante -, vêm equipados com esse tipo de acumulador. No Brasil já existem contatos com fabricantes locais para que, em um futuro breve, ele seja incluído nos veículos nacionais.
Bronzinas: reduzindo o atrito
Um dos itens que mais sofre com a ação desse esforço para reduzir o consumo e as emissões são as bronzinas. Pouco se fala delas, e menos ainda se conhece sobre a sua importância no interior dos motores. Em princípio as bronzinas funcionam no que se chama de regime de lubrificação hidrodinâmica. No entanto, em muitos momentos da operação do motor, essa forma de lubrificação fica crítica, ou seja, atua em uma situação aonde pode ocorrer o contato da superfície da bronzina com o virabrequim. E é exatamente nos motores equipados com o stop-start que esse contato metal-metal pode ocorrer com mais frequência. Isso, porque a lubrificação se reduz no momento em que o motor é desligado e, ao ser religado, requer um lapso de tempo para que ela se restabeleça totalmente.
E é para prevenir essas situações que o material da bronzina precisa ter uma adequação especial em termos de resistência ao desgaste. Para contornar esse ambiente adverso a MAHLE desenvolveu uma nova cobertura polimérica que quando aplicado à bronzina proporciona um aumento significativo de resistência ao engripamento e ao desgaste.
Com cargas de lubrificante sólido, para solucionar situações de baixa lubrificação, e de partículas duras que aumentam a resistência da peça ao desgaste, essa nova cobertura polimérica é extremamente recomendada para situações de baixa lubrificação ou onde haja aumento de contato do virabrequim com a superfície da bronzina, ambiente comum em aplicações como stop-start e óleos de baixa viscosidade.
Há no mercado nacional, motores importados (turbo com injeção direta de combustível), que já utilizam essa tecnologia desenvolvida pela MAHLE. A tendência é que essa tecnologia seja também utilizada em motores nacionais no futuro próximo.
Sobre o Tech Center de Jundiaí
A unidade brasileira do Centro de Tecnologia da MAHLE, um dos dez existentes ao redor do mundo, é fruto de investimentos da ordem de R$ 100 milhões.
O Tech Center de Jundiaí trabalha com o desenvolvimento de todos os produtos do portfólio global da MAHLE e é o responsável mundial pelas linhas de anéis de pistão e filtros para aplicações em motores flexíveis.
Em suas instalações trabalham 297 colaboradores entre técnicos, graduados, pós-graduados, mestres e doutores. Está instalado em uma área de proteção ambiental permanente de 125 mil m2, e seu principal foco é o desenvolvimento de componentes e soluções tecnológicas para motores de combustão interna, visando à redução de atrito, de emissões e do consumo de combustível.
