O motor a gás experimental da Hyundai funciona sem velas de ignição – Recurso – carro e motorista

Aug 16, 2023

Engenheiros de combustão montando uma última resistência contra a propulsão elétrica abrigam fantasias bizarras. Os caras da gasolina sonham com as potentes curvas de torque do diesel e eficiência térmica exemplar. Os devotos do diesel anseiam por combustível mais barato e alívio de sistemas de injeção caros e controles complexos de emissões.

Mas e se ambos os campos colaborassem em um super motor combinando o melhor das duas tecnologias? Você obteria o que a Hyundai e a Delphi chamam de Gasoline Direct-Injection Compression Ignition (GDCI): um motor a gasolina que não precisa de velas de ignição.

Os engenheiros estudam essa alternativa há mais de uma década. A GM e a Honda demonstraram carros movidos por motores de ignição por compressão de carga homogênea movidos a gasolina. Mais recentemente, a Hyundai e a Delphi avançaram na causa ao mudar para carga estratificada (uma mistura rica em parte do cilindro) em um quatro cilindros de 1,8 litro e 180 hp usando ignição automática de marcha lenta para uma linha vermelha de 4.500 rpm. Quando o estudo sair do laboratório para dois carros de teste ainda este ano, deve ficar claro se a combinação de eficiência do diesel e conveniência da gasolina está ao alcance.

O motor experimental da Hyundai - equipado com injeção direta, distribuição variável de válvulas, turbo, superalimentador e recirculação dos gases de escapamento - parece razoavelmente normal por fora. O que é estranho são os pistões com tigelas de sopa lançadas em suas coroas. Sem velas de ignição no caminho, os injetores podem esguichar combustível no centro exato de cada tigela. O GDCI atinge a ignição automática aquecendo o ar de admissão com quantidades cuidadosamente controladas de gases de escape, seguido de espremer o dickens da mistura com uma taxa de compressão de 14,8: 1. Injetar uma pequena dose de gasolina logo antes do ponto morto superior e o esguicho principal de combustível logo após esse ponto produz pressões do cilindro que aumentam muito mais suavemente do que as encontradas em qualquer diesel. Isso melhora a eficiência, pois a pressão de combustão está trabalhando contra um pistão descendente. Misturas de combustível-ar enxutas, perda mínima de calor pelas paredes do cilindro, sem estrangulamento e a grande taxa de expansão (o outro lado da taxa de compressão) proporcionam eficiência de combustível comparável a um diesel, de acordo com o especialista em GDCI da Hyundai, o apropriadamente chamado Nayan Engineer. (Mark Sellnau atuou como gerente de engenharia da Delphi neste projeto.) Os melhores resultados derivam de um turbilhão mínimo na cuba do pistão. As pressões de injeção de combustível estão na faixa do motor a gasolina, ou apenas um quinto do que é necessário em um diesel, gerando grandes economias de custo, menores perdas parasitas e operação mais silenciosa em comparação aos motores a diesel. O supercharger fornece ar de admissão em baixas velocidades e carrega quando não há energia de exaustão insuficiente para girar o turbo.

Limpar o que sai das câmaras de combustão não representa grandes aborrecimentos. Os bugaboos típicos do diesel - partículas e altas emissões de NOx - não são um problema por causa das baixas temperaturas de combustão do GDCI. As misturas pobres reduzem a eficácia do catalisador padrão de três vias, uma preocupação resolvida com a instalação de um segundo catalisador de oxidação para diminuir as emissões de monóxido de carbono e hidrocarbonetos.

Tudo isso resulta em uma melhoria de eficiência de 10 a 15 por cento sem mudar para um combustível problemático. Avanços como esse manterão o motor de combustão interna elegível para funções de propulsão autônoma ou híbrida nas próximas décadas.

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