Demonstrador de downsizing MAHLE

A eficiência de motores de combustão interna será um determinante essencial para o consumo de energia e, assim, para as emissões de CO2 produzidas pelo transporte já no próximo século. Um instrumento crucial para aumentar a eficiência energética são motores mais compactos, conhecidos como conceitos downsizing, nos quais inovações de alta tecnologia compensam o menor deslocamento (cilindrada) e o menor número de cilindros.

Graças ao downsizing, pode-se obter números relacionados ao consumo significativamente melhores, particularmente no pontos de operação padronizados relevantes para o ciclo. Entretanto, também podem surgir ineficiências na operação real. É por isso que a MAHLE calculou o consumo real de um veículo com o seu próprio motor downsizing, desenvolvido internamente, para uma gama de tipos de vias e estilos de condução. Os resultados indicam potencial para tecnologias que reduzam ainda mais o consumo de combustível, tanto no ciclo padrão quanto na operação real.

O downsizing tem se disseminado principalmente na Europa e particularmente entre os motores a gasolina. Ele também desempenha um papel significativo em outras regiões do mundo que estão crescendo rapidamente. Esta tecnologia é crítica para atender aos limites de emissões de CO2, que são medidos através de ciclos padronizados. Isto se torna possível alterando-se os pontos de carga em faixas de consumo específico de combustível, ou seja, na direção de cargas elevadas.

Entretanto, aumentar potências específicas e pressões médias também esconde algumas questões: além do maior estresse sobre os componentes, as viagens maiores realizadas a plena carga e a operação pesadamente transiente não têm um efeito positivo sobre o consumo real de combustível.

Para conter a carga térmica dos componentes, deve-se aumentar a injeção de combustível, em parte para fins de arrefecimento. Na operação transiente, há menos torque básico em motores naturalmente aspirados devido ao reduzido volume de deslocamento. Isto deve ser considerado na aplicação específica a fim de aumentar a aceleração do turbocompressor de gases de escape, o que também leva ao aumento do consumo de combustível.

Dependendo do tipo do veículo (por exemplo, do seu peso), do tipo de motor e do estilo de condução, podem surgir discrepâncias muito altas entre o consumo médio e o consumo verificado pelo usuário final, sob operação real. Por isso, a MAHLE está pesquisando tecnologias complementares para reduções ainda mais significativas no consumo real em motores com downsizing extremo.

O veículo de demonstração de downsizing da MAHLE está equipado com um motor a gasolina de três cilindros, desenvolvido e fabricado internamente. Os dados técnicos do motor e do veículos são exibidos na tabela abaixo.

Dados técnicos do motor downsizing e do veículo de demonstração da MAHLE

Motor downsizing MAHLE
Tipo de motorMotor a gasolina de três cilindros em linha, turbocomprimido, injeção direta, quatro válvulas por cilindro
Volume de deslocamento [L]1,2
Diâmetro/curso[mm] 83,0/73,9
Taxa de compressão9.3:1
Potência [kW]120 entre 5.000 e 6.000 rpm
Torque máximo [Nm] 286 entre 1.600 e 3.500 rpm
Turbocompressor de gases de escapeTurbocompressor de gases de escape Bosch Mahle Turbo Systems (BMTS) de um estágio
Peso [kg]125 (seco)
Veículo de demonstração MAHLE
Peso [kg]1.575
Consumo de combustível NEDC [L/100 km]5,8
Emissões de CO2  NEDC [g/km]135
Aceleração 0–100 km/h [s]8,7
Aceleração 80–120 km/h [s]8,9 (em 5a marcha)
Velocidade máxima[km/h]213
Nível de emissõesEuro 5 (pronto para Euro 6)

Como resultado, a análise de acordo com o tipo de via e com o estilo de condução proporciona achados importantes e confirma que o estilo de condução tem uma influência significativa nos números relacionados ao consumo de combustível. Os parcialmente grandes desvios em relação aos valores médios de consumo de combustível podem ser reduzidos através de tecnologias de otimização de consumo. Os dados sob consideração permitirão à MAHLE perseguir seu objetivo de desenvolvimento contínuo de componentes e sistemas na direção de redução ainda maior do consumo do combustível – tanto nos ciclos padrão quando na condução real.

As tecnologias atualmente pesquisadas e desenvolvidas pela MAHLE para reduzir ainda mais o consumo do combustível nos modernos motores de combustão interna incluem, por exemplo, recirculação de gases resfriados de escape, gerenciamento térmico, redução das perdas por atrito, eletrificação de agregados auxiliares e otimização da turbocompressão. Os novos produtos resultantes ajudarão os fabricantes de veículos a atender às futuras metas de redução das emissões de CO2.

De forma impressionante, o veículo de demonstração de downsizing tem demonstrado, em condições reais de condução, que os mais recentes motores de combustão interna oferecem potencial significativo para economias relacionadas à redução do consumo. Para aproveitar completamente este potencial, é preciso um estilo apropriado de condução, além de uma variedade de tecnologias e produtos inovadores da MAHLE.