Motores

Otto, Atkinson, Miller… e agora motores de ciclo B?

Ultimamente, parece que o Diesel está na origem de todos os males. Poderão os motores a gasolina substituir os Diesel? Entra em cena o motor de ciclo B.

Depois do Dieselgate ter envolvido definitivamente os Diesel numa nuvem negra – dizemos “definitivamente”, porque na verdade, já antes era debatido o seu fim de forma mais recatada – agora é necessário um substituto à altura. Goste-se ou não, a verdade é que os motores Diesel foram e continuam a ser a escolha de uma grande maioria de consumidores. E não, não é só em Portugal… Veja-se este exemplo.

Substituto: procura-se!

Ainda vai demorar algum tempo até que a eletrificação seja o novo “normal” da indústria automóvel – estima-se que em 2025 a quota de veículos 100% elétricos ainda ronde os 10%, o que é pouco.

Portanto, até à chegada desse novo «normal», é necessária uma solução que ofereça a economia de utilização e nível de emissões dos Diesel com o custo de aquisição dos motores a gasolina.

Que alternativa é essa?

Ironicamente, é a Volkswagen, a marca que esteve no epicentro do terremoto das emissões, que surge com uma alternativa aos Diesel. Segundo a marca alemã, a alternativa pode ser o seu novo motor de ciclo B. Adicionando assim mais um tipo de ciclo aos já existentes nos motores a gasolina: Otto, Atkinson e Miller.

Dr. Rainer Wurms (à esquerda) e Dr. Ralf Budack (à direita)
Dr. Rainer Wurms (à esquerda) é o Diretor de Desenvolvimento Avançado de Motores de Ignição. Dr. Ralf Budack (à direita) é o criador do ciclo B.

Ciclos e mais ciclos

O mais conhecido é o ciclo Otto, a solução mais recorrente na indústria automóvel. Os ciclos Atkinson e Miller,  revelam-se mais eficientes à custa de rendimento específico. Um ganho (de eficiência) e uma perda (de rendimento) que se deve ao tempo de abertura da válvula de admissão na fase de compressão.

Esse tempo de abertura origina uma fase de compressão mais curta do que a fase de expansão.

Ciclo B - EA888 Gen. 3B

Um parte da carga na fase de compressão é expelida pela válvula de admissão que ainda se encontra aberta. O pistão encontra assim menos resistência para a compressão dos gases e também é essa perda de gases que resulta em números de potência inferiores. É aqui que entra o ciclo Miller, também conhecido por motor a «cinco tempos», que ao recorrer à sobrealimentação, devolve à câmara de combustão a carga perdida.

Hoje em dia, graças ao controlo cada vez maior de todo o processo de combustão, mesmo os motores de ciclo Otto, já conseguem simular ciclos Atkinson quando as cargas são baixas (aumentando assim a sua eficiência).

Então, como funciona o ciclo B?

Basicamente, o ciclo B é a evolução do ciclo Miller. O ciclo Miller fecha as válvulas de admissão imediatamente antes do final do curso de admissão. O ciclo B difere do ciclo Miller ao fechar as válvulas de admissão muito mais cedo. O resultado é uma combustão mais longa e eficaz, bem como um fluxo de ar mais rápido para os gases de admissão, o que melhora a mistura de ar/combustível.

Uma das vantagens deste novo ciclo B é poder mudar para o ciclo Otto quando é necessário o máximo de potência, retornando ao mais eficiente ciclo B durante condições normais de utilização. Isto só é possível graças ao deslocamento axial da árvore de cames – que conta com dois excêntricos por cada válvula – permitindo alterar os tempos de abertura das válvulas de admissão para cada um dos ciclos.

O ponto de partida

O motor EA888 foi o ponto de partida para esta solução. Já conhecido de outras aplicações no grupo alemão trata-se de um motor 2.0 litros turbo de quatro cilindros em linha. Este motor foi alterado sobretudo ao nível da cabeça (recebeu novas árvores de cames e válvulas) para funcionar de acordo com os parâmetros deste novo ciclo. Estas mudanças também obrigaram a redesenhar os pistões, os segmentos e a câmara de combustão.

De modo compensar a fase de compressão mais curta, a Volkswagen elevou a taxa de compressão para 11,7:1, um valor inédito para um motor sobrealimentado, o que justifica o reforço de alguns componentes. Mesmo o EA888 já existente não vai além dos 9,6:1. A injecção directa também viu a sua pressão aumentar, chegando agora aos 250 bares.

Tratando-se de uma evolução do EA888, a terceira geração desta família de motores é identificada como EA888 Gen. 3B.

Vamos a números

O EA888 B mantém os quatro cilindros em linha e os 2.0 litros de capacidade, assim como o recurso ao turbo. Disponibiliza cerca de 184 cavalos entre as 4400 e as 6000 rpm e 300 Nm de binário entre as 1600 e as 3940 rpm. Este motor terá como objectivo inicial substituir o 1.8 TSI que equipa maior parte dos modelos que são vendidos no mercado norte-americano.

Downsizing para uma maior eficiência? Nem vê-lo.

2017 Volkswagen Tiguan

Caberá ao novo Volkswagen Tiguan estrear o novo motor nos EUA. Segundo a marca, o novo 2.0 permitirá melhores performances e consumos e emissões mais reduzidas relativamente ao 1.8 que cessa funções.

De momento, não existem dados oficiais relativamente aos consumos. Mas a marca estima uma redução dos consumos na ordem dos 8%, um valor que poderá melhorar substancialmente com o desenvolvimento deste novo ciclo B.

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