A Ford também parece estar investigando a possibilidade de um futuro motor de combustão interna que use hidrogênio como combustível. É o que indica a patente registrada pela marca do oval azul no Escritório de Marcas e Patentes dos Estados Unidos.
Com isso, a Ford se soma à Toyota, à Yamaha e também à Renault, que já chegou a antecipar um protótipo equipado com um motor de combustão a hidrogênio.
Vale esclarecer que estamos falando de um motor de combustão interna a hidrogênio, com funcionamento idêntico ao de um motor a gasolina, e não de uma célula de combustível a hidrogênio usada em veículos elétricos como o Toyota Mirai.
Também é importante deixar claro que essa patente não diz respeito a um motor específico que a Ford já esteja desenvolvendo, mas ao próprio sistema de combustão e ao controle da mistura ar-combustível. É um sistema que poderia ser aplicado a diferentes motores.
Ou seja, ao contrário do que já vimos, por exemplo, na Toyota, que adaptou o motor do GR Yaris para funcionar com hidrogênio e até já submeteu esse conjunto a testes em um Corolla de competição, a Ford, de acordo com essa patente, parece estar em uma etapa bem mais inicial.
A patente da Ford se concentra no método de combustão em um motor turbocomprimido de combustão interna, capaz de operar em uma ampla faixa de misturas ar-combustível.
λ ≥ 2: a patente da Ford e o motor a hidrogênio
Para entender melhor o que a Ford apresenta nessa patente, é preciso falar da equivalência entre a relação ar-combustível real e a relação ideal, ou estequiométrica, de uma mistura, representada pela letra grega λ (lambda).
A relação ideal, ou estequiométrica, em um motor a gasolina é de 14,7 partes de ar para uma parte de combustível, o que corresponde a λ = 1. Ainda assim, essa proporção nem sempre se mantém fixa, já que pode mudar por causa das condições ambientais ou do próprio funcionamento do motor.
Assim, é possível chegar a um valor menor que um (λ < 1), quando a quantidade de ar fica abaixo do ideal; nesse caso, a mistura é mais rica, exige mais combustível e ajuda a gerar mais potência. Quando ocorre o contrário (λ > 1), com excesso de ar, dizemos que a mistura é pobre, o que favorece o consumo.
No caso de um motor de combustão a hidrogênio, λ = 1, ou a razão estequiométrica, corresponde a 34 partes de ar para uma parte de combustível.
De acordo com o que aparece nessa patente da Ford para um motor a hidrogênio, ele permite valores iguais ou acima de dois (λ ≥ 2), ou seja, o dobro da razão estequiométrica. Isso indica que o motor pode operar com misturas muito pobres, de 68 partes de ar para uma de hidrogênio.
Isso só é possível porque a combustão do hidrogênio é extremamente rápida na razão estequiométrica, muito mais veloz do que a da gasolina. Com essa mistura bastante pobre, a velocidade da combustão pode ser reduzida.
A solução da Ford usa injeção direta para introduzir o hidrogênio na câmara de combustão, o que permite controlar de forma independente tanto a quantidade de combustível quanto a de ar, usando depois a EGR e o comando variável das válvulas para variar o valor de λ de “1” para “2” ou até acima disso, conforme a necessidade.
Motor a hidrogênio da Ford para uso futuro em um híbrido?
A patente da Ford também menciona que esse motor de combustão a hidrogênio pode integrar uma cadeia cinemática híbrida.
Na patente, é possível ver um motor-gerador elétrico posicionado entre o motor de combustão e a transmissão, com a Ford explicando que esse grupo motriz poderia ser usado em um híbrido paralelo, em série ou em um híbrido série-paralelo.
O fato de existir uma patente não significa que essa solução vá, de fato, ver a «luz do dia». É bastante comum na indústria automotiva o registro de patentes de praticamente tudo: desde nomes até soluções tecnológicas avançadas, mas nem todas acabam encontrando aplicação prática.
Fonte: Muscle Car and Trucks
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