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Inversão térmica

Sistema reduz a temperatura e aumenta sensivelmente o rendimento dos motores

Por Gustavo Henrique Ruffo | Ilustrações Martini
Atualizado em 9 nov 2016, 13h56 - Publicado em 5 ago 2014, 00h44

O motor a combustão só consegue aproveitar cerca de 30% da energia gerada pela queima do combustível. Os outros 70% se esvaem em perdas mecânicas e, principalmente, térmicas – com calor sendo dissipado pelo radiador e pelo escapamento. A empresa americana RTU, no entanto, desenvolveu uma forma de inverter essa relação de perdas e ganhos. Mudando os sistemas de admissão e de refrigeração, ela elevou a eficiência a 70%, com aumento substancial da força gerada. De acordo com o engenheiro Al Solaroli, fundador da RTU, usando um motor Audi 2.5 de cinco cilindros a gasolina, o mesmo que equipava o antigo VW Jetta, a empresa chegou a 814 cv de potência, 102 mkgf de torque e consumo de 18,9 km/l, com gasolina. Segundo Al Solaroli, além de obter um ganho significativo de rendimento, o novo motor é mais confiável, tem maior vida útil e exige menos manutenção do que um convencional, considerando que o calor é o maior fator de quebras ou fadiga dos materiais.

O sistema RTU pode ser aplicado em motores desenvolvidos especificamente para recebê-lo, mas também adaptado para motores convencionais. O maior desafio nesse sentido, segundo a empresa, é conseguir tornar o dispositivo economicamente viável para o consumidor final. O sistema pode ser usado em qualquer motor dos ciclos Otto, Diesel ou Atkinson.

TEORIA E PRÁTICA

A RTU se baseou no princípio dos processos adiabáticos, nos quais se manipula matéria sem ganho ou perda de energia. Mas esse conceito é só teórico, já que a conservação total de energia, sem perda alguma, é algo impossível na natureza. por isso, motores que funcionam segundo esse princípio são chamados de pseudo-adiabáticos.

CICLO COMPLETO

Sistema dispensa radiador e catalisador, mas usa um coletor de admissão com capacidade para resfriar o ar usado na combustão

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1. ADMISSÃO

Antes de entrar nas câmaras, o ar admitido passa por um intercooler (resfriador) que baixa a temperatura para 30 °C e segue por um coletor que ajuda a resfriá-lo ainda mais, até -20 °C. a empresa não revela o segredo desse coletor especial.

2. RESFRIAMENTO

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Nessa temperatura baixíssima, é possível comprimir mais ar nas câmaras e trabalhar com misturas pobres (pouco combustível). o sistema RTU consegue efetuar uma combustão a baixa temperatura.

3. CORPO FECHADO

Como trabalha em temperaturas mais baixas, o motor não precisa de um sistema de refrigeração convencional. por isso, ele ainda dispensa o uso de um radiador, que troca o calor com o ambiente para esfriar o motor.

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4. COMBUSTÃO

A câmara de combustão conserva boa parte da temperatura da queima, e o calor represado ajuda a esquentar o ar admitido e a expandi-lo. É a expansão dos gases que move o pistão e exige uma queima com menos combustível e a temperaturas mais baixas. Assim, no final, a maior parte da energia da nova queima (70%) é convertida em movimento pelo pistão. Os demais 30% ainda se perdem em calor não aproveitado.

5. ESTADO GASOSO

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Os gases de escapamento, graças à queima de baixa temperatura, são muito mais frios que os de um motor convencional (590 ºC, contra mais de 1 200 ºC). Como o processo consome pouco combustível e aproveita o calor já gerado para eliminar poluentes, o motor da RTU não precisa do catalisador.

6. AR FRESCO

Como os gases de exaustão têm temperaturas menos elevadas, a turbina aquece menos do que em um carro comum e o ar admitido (antes do intercooler) se conserva em temperaturas mais baixas que o costume (75 ºC, em lugar de 200 ºC).