A tecnologia alimenta um novo futuro para motores de combustão interna

Jul 31, 2023

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De acordo com os executivos de frota, bem como com os gestores de manutenção de frota, a morte do motor de combustão interna pode revelar-se muito exagerada, apesar do entusiasmo com os grupos motopropulsores eléctricos. Os líderes da indústria têm trabalhado para prolongar a vida útil do motor de pistão básico.

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O segredo para esta extensão da vida útil dos ICEs reside na utilização de combustíveis mais ecológicos, uma vez que permitem a redução dos custos de combustível e de manutenção das frotas, ao mesmo tempo que reduzem os gases com efeito de estufa. Esses motores mais novos também terão muito mais facilidade em acompanhar os rigorosos padrões de emissão futuros para poluentes primários como NOx, partículas e hidrocarbonetos não queimados. Os especialistas acreditam que o resultado final provável da nova tecnologia de combustíveis será um futuro muito mais verde que, ao mesmo tempo, muitas vezes se assemelhará ao presente familiar.

“Os problemas do motor diesel estão mais relacionados ao combustível do que ao motor em si”, disse BJ Johnson, cofundador e CEO da ClearFlame Engine Technologies.

Todos os novos motores utilizarão combustíveis com baixo teor de carbono, muitos deles derivados de fontes não minerais que obtêm a sua energia directamente do sol, reduzindo assim o CO2 na atmosfera. O gás natural renovável irá capturar metano com baixo teor de carbono das fontes atuais, como a agricultura e os aterros sanitários, e queimar o combustível nos motores. Embora estes motores liberem CO2, a quantidade é menor do que quando funcionam com combustível diesel, resultando num resultado “carbono negativo”.

Um motor é equipado com o sistema de combustão ClearFlame, incluindo um Módulo de Controle do Motor ClearFlame. (Chama Clara)

A Cummins apresentará o X15N em 2024, um motor a gás natural com ignição por centelha que será o primeiro dos motores da empresa baseado em sua nova plataforma independente de combustível que usa peças comuns abaixo da cabeça do cilindro. “O motor a gás natural terá um cabeçote de cilindro exclusivo para o resfriamento necessário e seu sistema de ignição por faísca”, disse David King, gerente de produtos rodoviários da Cummins na América do Norte, motores a gás natural e renovável, acrescentando que o motor de 15 litros será uma virada de jogo por causa de seu “levante-se e vá”.

O motor a gás natural terá 1.850 libras-pés de torque disponíveis a 1.100 rpm e 1.800 libras-pés no pico de torque do diesel X15 de 1.000 rpms. King também observou que é mais silencioso do que um diesel, seja em marcha lenta ou gerando ruído.

Johnson

O CEO da Westport Fuel Systems, David Johnson, descreve um tipo diferente de motor a gás natural baseado na teoria original de Rudolf Diesel. Alimentado por seu sistema de injeção direta de alta pressão desenvolvido pela Westport, o motor queima gás natural como combustível principal com uma pequena dose de diesel para ignição. O injetor HPDI patenteado fornece ambos os combustíveis sob extrema pressão por meio de um design de agulha dupla concêntrica. Ele mantém eficiência, potência e torque semelhantes aos do diesel, mas precisa usar gás natural liquefeito para que sua bomba de combustível integrada possa produzir a alta pressão de injeção necessária. Também necessitará de um sistema de redução catalítica selectiva para NOx e de um simples filtro de partículas diesel. Westport e o Grupo Volvo assinaram recentemente uma carta de intenções para utilizar o sistema para reduzir as emissões de CO2, especialmente quando o gás natural renovável é o combustível.

A Hyliion criou um modelo híbrido, ERX Powertrain, que funciona com gás natural renovável. Ele combina uma grande bateria na parte traseira da cabine com um motor de 12 litros que funciona com RNG. Ele pode ser carregado fora da rede para produzir 75 milhas de operação totalmente elétrica. Seu motor a gás natural de 12 litros aciona apenas um gerador, que carrega as baterias e fornece tração por meio de eixos elétricos tandem. Os eixos também se regeneram durante a frenagem, resultando em cerca de 1.600 quilômetros de autonomia total. Estão disponíveis até 672 cavalos de potência de pico, e as baterias alimentam todas as cargas do hotel durante os intervalos de descanso.