Arrefecimento para veículos de passeio

Para se manter em dia com as sempre crescentes demandas para melhorar consumo de combustível, emissões e conforto dos passageiros, o arrefecimento do motor está, cada vez mais, se tornando uma tarefa complexa de gerenciamento térmico. A MAHLE tem o conhecimento para desenvolver e implementar soluções de circuitos de arrefecimento holísticas para o motor, ar de admissão, condicionamento do ar do interior da cabine e componentes híbridos tais como o motor elétrico, bateria e eletrônica de potência.

Componentes, módulos e sistemas de arrefecimento do motor

Arrefecimento de baterias

A crescente eletrificação dos trem de força é uma das maiores tendências tecnológicas da indústria automotiva. A fim de resfriar a bateria de íon-lítio e a eletrônica de potência de veículos híbridos e elétricos, temperaturas abaixo de 40 °C devem ser atingidas, o que se consegue através da interligação dos circuitos de baixa temperatura e do refrigerante. Isto resulta em novos e complexos circuitos que impõem demandas significativamente mais altas sobre cada um dos componentes e sobre o sistema de controle.

Arrefecimento do ar de admissão

Uma das principais medidas usadas para reduzir o consumo de combustível e, assim, as emissões de CO2, é reduzir o volume de deslocamento (cilindrada), normalmente em associação com a turbocompressão, a fim de manter ou aumentar a potência e o torque. Na medida em que o grau da turbocompressão aumenta, também aumenta a necessidade de resfriar o ar comprimido. O arrefecimento do ar de admissão, portanto, assume um papel ainda mais crítico. O mais recente estágio de desenvolvimento na MAHLE inclui o arrefecimento indireto cascateado do ar de admissão integrado ao tubo de admissão, que proporciona uma perda mínima de pressão e vantagens importantes relacionadas ao empacotamento. Ele produz temperaturas do ar de admissão próximas daquelas do refrigerante usando um processo de arrefecimento de dois estágios.

Saiba mais em Gerenciamento do ar.

Bomba do refrigerante

Atingir mais rapidamente a temperatura ideal de operação de um motor a combustão é um dos impulsionadores remanescentes para novas reduções das emissões de CO2 em veículos. Manter paralisado o fluxo do refrigerante depois da partida a frio do motor proporciona uma fase de aquecimento eficaz, já que o refrigerante não dissipará imediatamente o calor gerado pelo motor.

A MAHLE desenvolveu uma bomba do refrigerante controlada hidraulicamente, um sistema que, devido ao seu projeto simples e robusto, tem um baixo peso e pode ser adaptado aos circuitos de arrefecimento do motor já existentes.

Módulos de arrefecimento

Módulos de arrefecimento incluem diversos componentes destinados ao arrefecimento do motor, e também o condensador, que é parte do circuito do ar condicionado. Para máxima eficiência, todos os componentes são idealmente casados. Os módulos são montados de acordo com o conceito do projeto do veículo, reduzindo assim custos de desenvolvimento, produção e logística.

 

Resfriadores EGR

Os novos padrões de emissões para veículos de passeio e comerciais não podem mais ser atendidos com ajustes somente no motor. Uma abordagem para atender a esses limites é incorporar a recirculação dos gases de escape (EGR) resfriados. Isto envolve extrair uma parte do fluxo de exaustão principal entre a saída do motor e a turbina, resfriá-lo através de um trocador de calor especial e inseri-lo de volta, a jusante, no caminho da entrada do ar da turbina. A temperatura da combustão no motor será assim reduzida, reduzindo também a formação de óxidos de nitrogênio (NOx). A tecnologia do EGR resfriado está disponível para a produção em série de veículos de passeio desde 1999. Nos motores a gasolina, o EGR resfriado será implementado nos próximos anos para reduzir o consumo de combustível. Uma característica notável dos trocadores de calor destinados aos gases de escape soldados a laser da MAHLE é sua excelente resistência à corrosão.

Também oferecemos trocadores de calor dos gases de escape chaveáveis, que têm uma seção de bypass integrada ao compartimento do resfriador. Para manter as emissões de poluentes em um nível baixo e constante, o bypass desativa a função de resfriamento dos gases de escape em determinadas situações de condução como, por exemplo, durante a fase de partida a frio.

Radiadores de baixa temperatura

Em um sistema de arrefecimento indireto do ar de carga, ao invés de ser liberado diretamente no ar ambiente, o calor do resfriador do ar passa através de um circuito de refrigerante de baixa temperatura separado (circuito de arrefecimento LT) antes de ser descarregado no ambiente por um radiador de baixa temperatura posicionado mais à frente (radiador LT). O radiador LT do sistema de arrefecimento indireto do ar de carga é montado no módulo de arrefecimento do motor e, sem sacrificar o desempenho, pode ter um projeto mais compacto que o resfriador do ar de carga direto. Isto acontece porque o calor é transferido do ar para o refrigerante. Opcionalmente, o radiador LT também pode ser usado para garantir o gerenciamento térmico otimizado de uma bateria de íon-lítio sensível à temperatura, sua eletrônica de potência e, brevemente, também o condensador do circuito do refrigerante.

Sistemas de aquecimento e arrefecimento do óleo

Os trocadores de calor para os módulos de aquecimento e arrefecimento normalmente têm um projeto lamelar e garantem um ciclo térmico tão balanceado quanto possível para os óleos lubrificantes no motor e na transmissão. Isto permite que o lubrificante se aqueça rapidamente, o que reduz significativamente o consumo de combustível nas partidas a frio. Em altas temperaturas do óleo, os trocadores de calor evitam o superaquecimento e o envelhecimento prematuro do óleo, permitindo que os intervalos de troca do óleo sejam ampliados.

Os atuais módulos de aquecimento e arrefecimento MAHLE Behr também podem incluir canais de condução, regulação de temperatura e filtração do fluxo de refrigerante. Condução e distribuição otimizadas do fluxo de refrigerante proporcionam refrigerante para os trocadores de calor do motor e da transmissão, e também do combustível, conforme necessário.

Veja mais em Gerenciamento do óleo.

Radiadores

O componente mais importante do módulo de arrefecimento é o radiador, que consiste do núcleo e de tanques plásticos, além de todos os elementos de conexão e fixação. O núcleo do radiador é normalmente feito de alumínio, enquanto os tanques de refrigerante são feitos tanto de alumínio como de poliamida reforçada com fibra de vidro.

Termostatos e válvulas de controle

A ampla variedade de tarefas relacionadas ao arrefecimento pode ser conseguida somente por meio do controle inteligente dos fluxos de energia que nele ocorrem. Diversos sistemas e componentes de motores podem ser alimentados com refrigerante, conforme necessário. No sistemas modernos, isto ocorre com diferentes níveis de temperatura e circuito separados de arrefecimento. Sistemas de controle inteligentes da MAHLE, tais como termostatos controlados por mapa, garantem alta precisão e controle de temperatura baseado em demanda e, consequentemente, operação eficiente, mais economia de combustível e redução do desgaste e das emissões.

 

Motores para bombas d'água elétricas

Bombas d'água (ou outros líquidos) são acionadas por motores elétricos, que podem ser usados em ambientes de rotor seco ou úmido. Fluxo do refrigerante mais controlado, redução do consumo do combustível e da poluição (CO2), maior vida útil e operação mais silenciosa são algumas das vantagens encontrados nos novos e modernos veículos de passeio elétricos e híbridos equipados com bombas de água com acionamento elétrico. Para assegurar operação confiável e duradoura, é usada uma altamente inovadora proteção do rotor para operação em líquidos.

Electric Coolant Pump