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Você já ouviu falar em motor a gasolina com ignição a compressão? Não? Pois é considerada a nova promessa da engenharia automotiva para a redução de poluentes e aumento da eficiência do motor.
Neste post explicamos de onde surgiu, como ele funciona e quais suas vantagens.
Ignição a compressão atual
Motor com ignição a compressão não é nenhuma novidade, afinal de contas, o conhecido motor a diesel é um motor com ignição a compressão.
Como vimos anteriormente, em post especial sobre as diferenças entre o motor a diesel e a gasolina, o motor diesel não possui velas e seu ciclo, apesar de envolver 4 fases como o do motor a gasolina, apresenta algumas mudanças importantes.
As alterações já começam no processo de admissão, que não envolve uma mistura ar + combustível, mas apenas o ar. Na segunda fase, esse ar admitido é então fortemente comprimido, o que o leva a atingir uma temperatura de aproximadamente 800ºC. E é aí que acontece a grande sacada da engenharia da ignição a compressão.
Ao invés de utilizar as velas para produzir as centelhas que iniciam a queima da mistura como acontece no motor a gasolina, o motor a diesel utiliza o próprio ar comprimido em alta temperatura para iniciar a queima. Assim, ao final da compressão, o diesel é injetado e apenas seu contato com o ar comprimido em alta temperatura já é suficiente para iniciar a combustão.
Esse processo tem uma vantagem imediata, que é a eficiência pela queima rápida, homogênea e simultânea em vários pontos, ao contrário do que acontece nos motores a gasolina, em que a queima acontece gradualmente, a partir do foco de chama, da vela.
Além disso, ao trabalhar com uma taxa de compressão mais alta, o motor diesel apresenta não só melhor aproveitamento da energia gerada na combustão, como economia, já que se beneficia com uma menor quantidade de combustível a ser injetada nos cilindros.
Finalizando o ciclo dentro do motor a diesel, a combustão marca o início da terceira fase no cilindro, a fase de expansão, em que o pistão é empurrado para seu ponto mínimo. Já a última fase, da expulsão ou escape, também é igual para todos os motores a combustão e é nela que os gases e subprodutos da queima são expulsos do cilindro através da válvula de escapamento.
A visão da Mazda
Antes de explicarmos como esse motor foi proposto pela Mazda é preciso lembrar um fato curioso.
Nós já abordamos em outro post sobre a expansão dos motores três cilindros no Brasil, bem como a popularização da prática e tendência mundial conhecida como “downsizing” ou redução de tamanho, quando falamos sobre os motores turbo.
Pois é, na contramão desses esforços se encontrava a japonesa Mazda que, mantendo o tamanho tradicional de seus motores, buscava soluções mais criativas e baratas para o aumento da eficiência energética e a redução de emissões nocivas, não apenas de CO2, mas, ainda, de partículas no ar e dióxido de nitrogênio.
Como explicamos no post do motor a diesel, toda a eficiência da alta compressão parecia condenada pelos testes europeus sobre os poluentes, já que os relatórios apontaram que o motor a diesel emite 4 vezes mais dióxido de nitrogênio e dissemina 22 vezes mais partículas nocivas no ar que o motor a gasolina.
Se por esse lado o motor a combustão parecia fadado à condenação perpétua quanto às emissões e altas taxas de poluentes nocivos à saúde, de outro, os motores híbridos e elétricos, apesar de verdes, sacrificavam ora o desempenho ora a autonomia e aumentavam os custos de produção.
Com todo esse cenário a Mazda começou a trabalhar em uma solução de “meio-termo” para os motores a combustão: combinar o que há de melhor entre os motores a gasolina e diesel e inovar na redução de poluentes. Surgia a ideia do motor a gasolina com ignição a compressão.
Ignição a compressão com gasolina
O motor da Mazda utiliza uma mistura de ar e gasolina com maior proporção de ar que o tradicional motor a gasolina e opta por manter a centelha da vela, para gerar um foco de queima expansível que adiciona ainda mais pressão ao sistema, se comparada à simples compressão do diesel, sem centelha.
Nas semelhanças com o diesel, o novo motor também provoca uma combustão em alta pressão, que se desenvolve rapidamente e em muitos focos, aumentando potência/aceleração a um menor gasto de combustível.
Segundo a montadora, a qualidade dessa tecnologia de ignição alcança um processo de combustão muito mais eficiente capaz de gerar maior desempenho (entre 10 e 30% mais elevado que o gasolina tradicional) e menor impacto ambiental que o diesel (menos 30% de emissão de dióxido de nitrogênio).
Como o vídeo de apresentação da Mazda sugere, o motor batizado de SKYACTIV-X propõe combinar a economia, torque e resposta do motor a diesel com a pressão da centelha do motor tradicional a gasolina e evolução de processos deste, tais como menor aquecimento e maior purificação da exaustão.
O SKYACTIV-X será a solução?
Considerando-se o impacto financeiro de grandes investimentos em insumos e tecnologias realmente sustentáveis, como é o caso dos carros elétricos com baterias recicláveis e os protótipos de veículos movidos a energia solar, ambos ainda muito distantes da produção em grande escala, o motor da Mazda pode resolver provisoriamente os desafios enfrentados pelas montadoras no alcance de metas estabelecidas pelas políticas ecológicas na Europa.
Com a redução dos poluentes sem o sacrifício da potência e desempenho, a solução realmente parece extremamente atrativa.
Além disso, a indústria, de maneira geral, prefere adaptações evolutivas mais sutis aos seus processos produtivos e comerciais do que verdadeiras revoluções tecnológicas. Entretanto, fica o desejo de novas iniciativas e soluções mais definitivas, já que, em última instância, o motor da Mazda não oferece solução expressiva para os problemas atuais de poluição, nem futuros de escassez de recursos fósseis.
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Assista ao vídeo de lançamento do SKYACTIV-X :