Novo motor com taxa de compressão variável pode salvar os motores flex

A injeção direta de combustível representou um grande avanço para os motores turbo no que diz respeito à eficiência e desempenho, por praticamente eliminar o turbo lag – tempo que leva para turbocompressor “encher” e começar a comprimir o ar para dentro do motor.

O próximo passo neste sentido está nas mãos da Infiniti, marca premium da Nissan que acaba de mostrar o primeiro motor de produção do mundo com taxa de compressão variável. Esta poderá ser, no futuro, a solução definitiva para que motores flex sejam mais eficientes. 

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Antes de mais nada, vale falar rapidamente sobre o que é a taxa de compressão. Tomemos por exemplo um motor 1.6 de quatro cilindros, no qual cada cilindro tem volume 400 cm³ quando o pistão está na posição mais baixa (ponto morto inferior) e 40 cm³ na posição mais alta (ponto morto superior). Daí surge a razão de compressão, que neste caso é de dez vezes ou 10:1. 

O que a Infiniti fez foi encontrar uma forma eficiente de variar esta taxa de compressão, algo que diversas empresas já tentaram de diversas formas. A sueca Saab, por exemplo, apresentou em 2000 o sistema SVC, que usava a variação de inclinação do cabeçote em relação ao bloco do motor para aumentar ou diminuir a taxa de compressão – as pesquisas neste sentido pararam quando a General Motors comprou a fabricante sueca. Já a americana FEV demonstrou no ano passado uma forma de variar a taxa colocando um eixo excêntrico na conexão dos pistões com as bielas, variando sua altura quando necessário. 

Complexo, o sistema da Infiniti chama-se VC-T (de compressão variável turbocomprimida) e funciona aumentando e diminuindo o curso dos pistões diretamente no virabrequim, onde as bielas se conectam. Uma engrenagem harmônica comanda um braço, que gira um eixo e este ajusta a inclinação do virabrequim.

A tecnologia foi aplicada em um motor quatro cilindros 2.0 turbo. Nele, as taxas de compressão variam entre 8:1 e 14:1. A primeira é a que resulta em maior desempenho para motores turbo, que trabalham com uma pressão extra de admissão, enquanto a segunda se torna mais eficiente na queima do combustível em regimes de menor rotação, justamente quando o turbo lag ganha a cena. O resultado são 274 cv de potência e torque de 39,82 mkgf, números que o credencia para substituir o motor V6 3.5 do GX80 a partir de 2018.

Na prática, o motor consegue ajustar o momento da ignição e o tamanho da câmara de combustão de acordo com suas necessidades para o momento. Hoje, para amenizar a falta de força antes do turbo entrar em ação (e olha que os turbocompressores evoluíram muito nos últimos anos), o que as fabricantes conseguem fazer é alternar entre o uso de injeção direta e indireta, e, mais recentemente, usar turbocompressores com geometria variável, ou seja, que conseguem adaptar sua atuação de acordo com as necessidades do motor. Hoje, quem usa as duas tecnologias juntas é o Grupo Volkswagen.

O novo motor da Infiniti é um dos mais complexos já feitos e seu desenvolvimento está em curso desde 1998. A fabricante japonesa o trata como um novo passo na história dos motores a combustão. Além do consumo de combustível significativamente reduzido, as emissões menores, os níveis de ruído e vibração reduzidos e o fato de ser leve e compacto mostram o quão inovador ele é.

Mas onde entram os motores flex? Simples. A taxa de compressão ideal para a queima de etanol e de gasolina varia: a gasolina prefere taxa menor, de até 10,5:1, enquanto o poder calorífico do etanol é melhor aproveitado com taxa entre 11,5:1 e 12,5:1. O que as fabricantes fazem hoje no Brasil é estabelecer uma taxa de compressão intermediária para os dois combustíveis, o que muitas vezes ajuda a explicar o consumo maior de motores flex frente às suas versões a gasolina. 

Com a taxa de compressão variável, seria possível explorar o melhor de cada combustível e, assim, encontrar números de consumo e emissões menores. Bastaria para isso trabalhar a variação de taxa em função do combustível que está no tanque. Mas isso é algo que só deveremos ver na prática na próxima década – isso, claro, se os custos de produção de tal motor permitirem sua popularização.