É assim que o motor de combustão está a ser reinventado

São muitos os agentes e as tecnologias que estão a surgir na indústria automóvel com o objetivo de “banir” os motores de combustão interna, mas alguns fabricantes, como a Bosch ou a Mahle, entre outros, poderão estar a trabalhar num revolucionário motor de combustão.

A Mahle, a empresa alemã por trás de muitas inovações no design de motores de combustão nos últimos 100 anos, desenvolveu um sistema de combustão denominado Mahle Jet Ignition (MJI). Já está em uso nos motores de uma importante equipa de Fórmula 1 e fará também parte de um novo sistema de propulsão híbrido modular que deverá facilitar a produção de híbridos elétricos a gasolina.

O sistema MJI funciona da seguinte forma. Num motor a gasolina tradicional, o combustível é injetado nos coletores de admissão juntamente com o ar que entra (injeção indireta) ou diretamente na câmara de combustão (injeção direta). A nova tecnologia MJI apresenta dois tipos: ativo e passivo. O primeiro incorpora ambos os tipos de injeção. O injetor de coletor funciona de forma normal, mas as pontas do injetor direto e da vela são colocadas numa pequena pré-câmara imediatamente acima da câmara de combustão principal.

Quando ocorre o ciclo de admissão, o injetor do coletor envia 95% do combustível para o coletor de admissão, que se precipita para a câmara de combustão principal e depois é comprimido pelo pistão como de costume. Enquanto isso acontece, os restantes 5% são injetados na pré-câmara e inflamados pela faísca.

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Assim funciona o novo sistema MJI da Mahle

Ao inflamar-se, os jatos de combustível e ar quentes parcialmente queimados são forçados através de pequenos orifícios no fundo da pré-câmara, inflamando a carga principal de uma só vez em vez de a partir de um ponto perto da vela. A combustão é mais rápida e uniforme, com uma subida de pressão mais rápida para gerar energia mais depressa. Todo o processo é homogéneo (combustível e ar misturados de forma uniforme) e pode funcionar em regime ultra pobre (quantidade de ar muito superior em comparação com o combustível) quando é necessária menos potência.

A versão “passiva” mais recente (utilizada na F1) elimina o injetor direto, ficando apenas uma vela na pré-câmara. Não é uma ideia nova: a Honda desenvolveu a pré-câmara de combustão controlada por vórtice composto para o seu Honda Civic de primeira geração no início da década de 1970, mas a sua execução foi mais complicada do que a do MJI passivo da Mahle.

Enquanto a mistura de combustível e ar é admitida através dos coletores de admissão para a câmara de combustão e comprimida, uma pequena quantidade da carga principal é empurrada através dos orifícios da câmara para a pré-câmara. Aí, é inflamada pela vela e os jatos de alta pressão de combustível e ar queimados são forçados a sair pelos orifícios de volta para a carga principal, inflamando-a como antes.

Podem utilizar-se taxas de compressão mais elevadas do que o normal antes de a detonação (pinking) se tornar uma ameaça, o que melhora ainda mais a eficiência de combustível. A recirculação dos gases de escape e o ar frio durante a combustão pobre reduzem as temperaturas de combustão e, significativamente, os NOx em 99% na zona ultra pobre da gama do motor. Os níveis de emissões de hidrocarbonetos são equivalentes aos produzidos por um motor a gasolina de injeção no coletor normal, e os níveis de partículas situam-se algures entre os da injeção no coletor e os da injeção direta.

Ambas as versões do MJI podem ser aplicadas a praticamente qualquer motor a gasolina e podem funcionar em todo o ciclo operacional do motor. Com isto em mente, a Mahle está em conversações avançadas com vários fabricantes de automóveis, por isso fique atento.

Também adequado para veículos híbridos

A Mahle também anunciou um grupo motopropulsor híbrido modular (MHP) que utiliza a ignição “passiva” Mahle Jet no seu motor a gasolina e deverá proporcionar uma solução de grupo motopropulsor praticamente chave na mão para os fabricantes de veículos. Pode ser configurado com um motor turbo de dois ou três cilindros e uma caixa de velocidades de uma, duas ou quatro velocidades. Por isso, o MHP pode ser dimensionado para se adaptar a qualquer coisa, desde um automóvel do segmento B até a um SUV do segmento J, de maiores dimensões.