Como funciona um motor a gasolina auxiliado por hidrogêniopor Bob Brooks e Editores do Consumer Guide - traduzido por HowStuffWorks Brasil

http://carros.hsw.uol.com.br/motor-hidrogenio-gasolina.htm

Visão geralDiante do custo crescente da gasolina, as montadoras de automóveis do mundo inteiro estão fazendo hora extra para melhorar a economia do combustível de maneira eficiente e, ao mesmo tempo, respeitarem os severos limites de emissão atuais. Uma forma promissora de aumentar a economia no consumo de combustível é adicionar hidrogênio à mistura combustível/ar de um motor convencional a gasolina. Trata-se do motor a gasolina auxiliado por hidrogênio. No entanto, como o hidrogênio ainda não está disponível no seu posto de gasolina, vender um motor desses não estava na lista de prioridades dos fabricantes. Quer dizer, até agora. 

Neste artigo, vamos explicar uma nova tecnologia que utiliza um reformador de bordo com resposta rápida para gerar uma pequena quantidade de hidrogênio a partir da gasolina. Esse hidrogênio então é adicionado à mistura combustível/ar normal do motor. Os motores projetados para rodar na mistura de gasolina/hidrogênio conseguem chegar a um ganho de 20% a 30% na economia do combustível sem necessidade de controlar emissões perigosas de NOx, óxidos de nitrogênio. Nas próximas duas páginas, vamos dizer como funciona esse novo motor econômico e por que ele tem o potencial para se tornar uma tecnologia viável para a economia de combustível. Vamos ver os seguintes tópicos relacionados a esta nova tecnologia:  O que é um motor a gasolina auxiliado por hidrogênio?  

Uma pequena quantidade de hidrogênio produzida a bordo pelo reformador é adicionada à entrada normal da mistura ar/gasolina do motor do veículo, o que aumenta, bastante a qualidade geral de combustão ao permitir que quase duas vezes mais ar seja introduzida na câmara de combustão para uma determinada quantidade de combustível. Isso é mais econômico porque economiza a energia através da redução da quantidade necessária de movimentos do motor. Aprenda o que os especialistas estão dizendo sobre esta nova tecnologia. 

O futuro dos motores a gasolina auxiliados por hidrogênio  Começou a corrida pela liderança na economia de combustível. Como o motor a gasolina auxiliado por hidrogênio está posicionado em relação às outras tecnologias para economia de combustível, como carros híbridos, veículos movidos a etanol E85 e os novos veículos movidos a diesel limpo? Quanta gasolina ele economiza em comparação aos outros veículos com combustíveis alternativos? Os consumidores irão ver este tipo de motor nos carros em um futuro próximo? Descubra tudo isso nessa seção. 

O que é um motor a gasolina auxiliado por hidrogênio?

A tecnologia do motor a gasolina auxiliado por hidrogênio é nova e está começando a sair do laboratório. Ela oferece a perspectiva de uma maneira econômica de se produzir uma pequena quantidade de hidrogênio a partir da gasolina, utilizando um sistema de bordo. Inventado pelos cientistas do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachussetts) e sendo aperfeiçoado pela fornecedora da indústria de automóveis ArvinMeritor juntamente com a empresa alemã de engenharia automotiva IAV, esse sistema pode fornecer uma alternativa econômica à tecnologia

 O novo carro conceitual da BMW, o 7-Series movido a hidrogênio, ainda

está longe das concessionárias

de célula de combustível e motores de combustão a diesel e gasolina tradicionais. É possível que os motores impulsionados por hidrogênio possam preencher a lacuna entre os carros movidos a gasolina atuais e os veículos com células de combustível do futuro. 

Embora os veículos com células de combustível sejam uma promessa a longo prazo, a realidade é que eles ainda vão demorar anos para serem produzidos em série. Os críticos citam o alto custo do armazenamento de células de combustível, problemas na produção em massa de hidrogênio combustível e problemas gerais de abastecimento como as principais barreiras. Alguns acreditam que ainda levará décadas antes que os veículos com células de combustível possam ser vendidos em massa. As fabricantes européias já voltaram suas atenções para motores a diesel mais caros, mas seu custo e complexidade relacionada está aumentando com os novos e rígidos limites de emissão de partículas e NOx.

 Arvin Meirtor

Este protótipo de reformador, montado próximo ao motor para ser testado em um utilitário

esportivo com motor V6 tem 45 cm de extensão e 10 cm de diâmetro.

As montadoras americanas, que estão enfrentando o mesmo problema com o diesel, estão

relutantes em se comprometerem com o alto custo necessário para migrar da gasolina ao diesel,

que tem um custo maior. Por exemplo, os consumidores atualmente têm de pagar cerca de US$

3 mil a mais por uma caminhonete movida a diesel em relação a um veículo movido a gasolina.

E esse valor irá aumentar ainda mais para compensar os custos crescentes associados à tarefa

de garantir que os veículos a diesel estejam em conformidade com as futuras leis de emissão. A

EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA) recentemente deu uma folga aos veículos a

diesel ao atenuar os limites de NOx no curto prazo - mas a regra só vale até 2009. Depois disso,

os limites de emissão de alta quilometragem ficarão mais rígidos. 

O que dizem os especialistas 

De acordo com os especialistas da ArvinMeritor e com os engenheiros executivos Rudy Smaling

e Jens Beister, da IAV, a realidade do motor a gasolina impulsionado por hidrogênio e suas

vantagens são claros. 

Uma pequena quantidade de hidrogênio fabricada a bordo pelo reformador é adicionada à

ingestão normal da mistura ar/gasolina. O que aumenta, bastante a qualidade geral de

combustão ao permitir que quase duas vezes mais ar seja introduzida na câmara de combustão

para uma determinada quantidade de combustível. Isso é mais econômico porque economiza a

energia através da redução da quantidade necessária de movimentos do motor. 

Além disso, também se ganha em economia graças ao uso de maiores relações de compressão

do motor, possíveis devido às características das cargas ricas em hidrogênio. Um sistema de

combustível impulsionado por hidrogênio também economiza energia devido à quantidade baixa

de energia elétrica necessária para alimentar o reformador. De acordo com os desenvolvedores,

é preciso menos do que 75 watts, menos do que o necessário para uma lanterna comum. 

Uma análise de veículo virtual aceita pelo mercado e baseada em dados de testes do motor

indicou o potencial para melhorias como sendo de 20 a 30% na economia de combustível para

uma versão menor com turbocompressor do motor auxiliado por hidrogênio, quando comparado

aos motores convencionais a gasolina. 

Na próxima página, vamos explicar o que esperar dessa tecnologia e onde os consumidores

começarão a vê-la.

O futuro do motores a gasolina auxiliados por hidrogênioOs motores a gasolina auxiliados por hidrogênio têm potencial para melhorarem

consideravelmente a economia de combustível. Uma grande vantagem ambiental e de custo

desse sistema são as pequenas quantidades de emissão de NOx, assim eliminando por

completo a necessidade de controle externo dessas emissões. Atualmente, o controle das

emissões de NOx aumenta muito o custo dos tipos de diesel que utilizam coletores caros para

ficar dentro dos padrões de emissão. Além disso, as partículas emitidas pelo diesel também

devem ser recolhidas por um filtro, que precisa ser renovado periodicamente. 

Os motores a gasolina auxiliados por hidrogênio não precisam de filtros de controle de NOx ou

partículas, mas requerem somente um catalizador de oxidação de baixo custo para controlar

pequenas quantidades de emissão (hidrocarbonetos não queimados) que se formam

principalmente durante a partida e aquecimento do motor. Cortes adicionais nos limites de

controle de emissão vêm da capacidade do motor em usar somente a carga enriquecida de

hidrogênio limpo durante a fase de partida a frio, momento em que 90% das emissões são

geradas durante o teste de emissão. 

O sistema auxiliado por hidrogênio é uma tecnologia que pode ser agregada ao compartimento

do motor de um veículo já existente. De acordo

com os desenvolvedores, o custo do sistema é

menos da metade dos custos adicionados por

diesel. Os custos de produção da indústria

automobilística dos EUA para preparar o diesel

para substituir motores a gasolina são enormes

e seriam duros para os fabricantes

americanos, que atualmente enfrentam

dificuldades financeiras. 

O protótipo de um motor a diesel auxiliado por

hidrogênio está sendo instalado em um

utilitário esportivo com motor V6 que tem

espaço suficiente para o reformador e sistema

conexo. O início dos testes de longo prazo

para desempenho, confiabilidade e

durabilidade está marcado para o final de

2007, com as vendas da primeira produção

previstas para 2010. 

Os dados de desempenho gerados durante a fase inicial dos testes devem ser vistos de perto

por quase todos os que estão preocupados com assuntos relacionados aos automóveis e

energia e ambiente, em parte porque o sistema está associado com a palavra da moda,

"hidrogênio". 

Lá em cima da lista de interessados, estão os fabricantes de grandes utilitários esportivos e

vans, para os quais os reguladores do governo querem 10% a mais de quilômetros por litro, em

média, em comparação com o nível de 2007, que foi de 9,24 km/l. O novo nível de 10,1 km/l

deve ser posto em prática até 2011. 

 

Imagine um utilitário esportivo grande como o 

Toyota Sequoia [abaixo], mas com 

economia de um sedan 

grande como o Ford Five Hundred 

[acima]. O reformador de hidrogênio 

poderia tornar isso uma realidade

Os veículos de quatro cilindros provavelmente também estarão entre os principais candidatos

para a tecnologia, já que os preços da gasolina continuam a gerar concorrência entre os

modelos de economia de combustível, que buscam liderança na quantidade de km/l. Um fator

que contribui para o mercado de compactos pode ser a preocupação com o custo de vida útil do

veículo híbrido, devido à complexidade do sistema e substituição das baterias, tudo isso pode

chegar a US$ 5 mil. Só agora isso está começando a ter seus efeitos sobre os valores de

revenda, à medida que os primeiros híbridos já têm um maior tempo de uso. 

Mas o motor auxiliado por hidrogênio não estará sozinho na corrida pela liderança na economia

de combustível. Motores com válvulas variáveis injetadas de menor tamanho e turbocompressor

avançado, motores a diesel CDRI, híbridos e combustíveis "flex" lutam pela atenção das

fabricantes na corrida da economia. 

Nenhuma dessas tecnologias consegue ter todas as vantagens do motor auxiliado por

hidrogênio, que são o aumento drástico da economia de combustível, emissões mínimas e

melhor custo/benefício. No final das contas, será necessária uma combinação de várias

tecnologias para lidar com a sede do mundo por gasolina na hora de dirigir, mas é provável que

ainda se fale muito do motor auxiliado por hidrogênio no futuro.