Concluindo...

Desde a invenção do primeiro motor no século XVIII até os dias atuais houve uma grande evolução em sua engenharia. Sempre buscando melhor desempenho e maior economia os motores foram se tornando menores, mais baratos, menos barulhentos, mais potentes e mais eficazes.
Com a crescente preocupação ambiental outro fator preocupou os engenheiros na fabricação de novos motores: a utilização de combustíveis menos poluentes.
A dificuldade de um motor totalmente elétrico é o fato de ter que recarrega-lo constantemente, como uma bateria de celular. O desenvolvimento de motores hibridos trouxe a solução para esse problema. Um carro híbrido tenta incorporar as forças de ambos os motores (combustão à gasolina e elétrico) enquanto elimina muitos dos problemas que afetam os carros. Para carros à gasolina, esses problemas incluem barulho, combustível caro e emissão de poluentes. Os carros elétricos, como já mencionamos, por funcionarem à bateria, têm sido evitados pelo mercado devido à curta duração das baterias e à necessidade constante de recarregá-las.
Um carro híbrido não precisa ser conectado para uma recarga - sempre que você pisa nos freios, uma parte dessa energia é armazenada nas baterias. Se as baterias realmente ficarem fracas, o carro pode funcionar à gasolina até que motor à combustão as recarregue.

Novas tecnologias ainda estão sendo testadas e há sempre a busca por melhores motores. Numa evolução de quase dois séculos chegamos aos motores hibridos, e atualmente, com a grande produção tecnológica, quem sabe daqui a alguns anos chegaremos nos tais carros voadores? Antes do que imaginamos...

Chegando no mercado...

A Ford já lançou um utilitário com o motor hibrido. O Ford Escape Hybrid.
Até 2005, a maioria dos carros híbridos eram pequenos e não tinham muita potência de motor ou espaço para carga. O Ford Escape Híbrido muda tudo isso.

O Escape Híbrido é um SUV (Veículo Utilitário Esportivo) que faz até 57 quilômetros por litro. Isso não o faz tão eficiente como alguns híbridos, mas faz com que uma família de quatro pessoas economize bastante na hora de abastecer.



Em um sistema híbrido completo, o motor à gasolina e o motor elétrico podem funcionar separadamente ou ao mesmo tempo. O sistema híbrido do Escape opera em quatro fases.

1. Iniciar/parar - quando você vira a chave de ignição do Escape Híbrido, o motor elétrico começa a funcionar. O motor elétrico, por sua vez, inicia o motor à gasolina. O carro então executa uma série de checagens para determinar se pode mudar para o modo apenas elétrico: ele checa se as baterias estão carregadas, se as temperaturas de operação estão normais e se as configurações de controle de clima interior estão dentro do limite apropriado (a configuração máxima do ar condicionado requer que o motor à gasolina esteja funcionando). Se tudo estiver funcionando, o motor será desligado deixando o carro funcionando apenas sob a energia elétrica. Este processo leva apenas um ou dois segundos.
Quando você vai parar o Escape Híbrido, o motor à gasolina desliga. O carro funciona apenas no modo elétrico enquanto você espera em um sinal fechado ou em um drive-thru. A Ford fez trabalhou bastante para fazer os ciclos de liga/desliga do motor à gasolina o mais suave possível, mas foi verificada uma pequena vibração no veículo quando o motor foi ligado ou desligado. Isto é comum em todos os carros híbridos.

2. Direção elétrica - quando o escape Híbrido acelera depois de uma parada, ele o faz sob energia elétrica. Motores elétricos são bons em gerar força em faixas baixas de rpm, então são perfeitos para esta finalidade. A cerca de 40 km/h, o motor à gasolina começa a voltar. Se você está dirigindo no tráfego pesado da cidade, poderia utilizar durante todo o dia apenas a energia elétrica. O motor elétrico e o motor à gasolina operam em paralelo em estradas de alta velocidade.

3. Freios regenerativos - sempre que você pisa no freio em um carro, a energia mecânica do movimento do carro é dissipada como calor. Em um carro híbrido, os freios pegam parte dessa energia e, usando o motor elétrico como um gerador, colocam essa energia nas baterias. É por isso que, atualmente, os híbridos obtêm melhor desempenho em iniciar/parar quando dirigidos na cidade do que quando dirigidos em estradas de alta velocidade. Toda luz vermelha recarrega as baterias.
Para maximizar a energia dos freios regenerativos, é importante parar gradualmente. Pisar com força nos freios ativa o sistema regular de freios anti-trava e a energia é desperdiçada.

4. Cruzamento elétrico assistido - em estradas de velocidades moderadas (de aproximadamente 80 a 110 km/h), o motor à gasolina faz a maior parte do trabalho. Ele é mais eficiente nessa faixa de velocidade. Porém, devido ao Escape Híbrido ter um pequeno motor quatro-cilindros, ele necessita de uma pequena ajuda para fazer a passagem do motor elétrico para o motor à gasolina. Quando é necessario acelerar mais o carro, o motor elétrico contribui e adiciona a sua potência ao motor à gasolina.

Novo motor de ciclo híbrido economiza 50% de combustível

O Dr. Nikolay Shkolnik já havia feito história ao desenvolver o conceito de um motor a combustão com um pistão líquido. Agora, juntando elementos de vários tipos de motores - Otto, Diesel, Atkinson e Rankine - o Dr. Shkolnik inovou mais uma vez e inventou um novo tipo híbrido de motor que é muito mais eficiente do que os motores utilizados pelos automóveis atuais.

O novo motor a combustão é baseado em um Ciclo Híbrido de Alta Eficiência (HEHC: High Efficiency Hybrid Cycle), que faz com que ele atinja uma economia de combustível de até 50% em relação aos motores atuais

Além dos 50% de economia de combustível, o novo motor HEHC também tem apenas a metade do tamanho de um motor convencional de mesma potência e emite 70% menos gases nitrogenados (NOx). Seu ciclo híbrido mais simples permite que a quantidade de partes móveis seja 85% menor, o que deverá baixar seu custo de produção e exigir menos manutenção.

Os motores a combustão dos automóveis atuais não são nenhum exemplo de alta eficiência: apenas 30% da energia química contida no combustível é transformada em potência para movimentar o carro. 40% é perdido na forma de calor e outros 30% são exauridos na forma de gases pelo cano de escapamento.

No novo motor, o ar puro, sem combustível, é inicialmente comprimido a uma taxa bastante alta (> 18) em um cilindro compressor no interior do motor. A seguir esse ar é dirigido para uma câmara de combustão isolada, onde o combustível é também injetado e entra em ignição.
A combustão ocorre sob condições verdadeiramente isocóricas - o volume se mantém mesmo quando a temperatura se eleva, - o que faz com que a combustão continue até que todo o combustível tenha sido queimado.
Os gases resultantes da combustão se expandem rumo a um cilindro de expansão, que possui um volume maior. Como opcional, uma pequena quantidade de água pode ser utilizada para facilitar o resfriamento, a lubrificação e o fechamento da câmara de combustão e dos pistões.

Veículos Elétricos Híbridos e a Evolução dos Motores Térmicos

No final do século passado começou uma revolução na tecnologia de acionamento com a entrada no mercado do Veículo Elétrico Híbrido (VEH).
No VEH, o acionamento das rodas é feito por um motor elétrico. Na versão mais simples, um motor de combustão interna (MCI) aciona um gerador, que gera a energia elétrica necessária. Quando a necessidade de energia do motor elétrico é inferior à capacidade do gerador, o excedente é estocado em baterias. Ao contrário, quando a demanda por potência supera a capacidade do gerador, as baterias suprem a energia necessária. Um computador controla as operações, desligando ou ligando o MCI em função do estoque de energia das baterias. Gerencia, ainda, o freio regenerativo, que transforma o motor elétrico em gerador criando uma força que freia o carro ao mesmo tempo que produz energia elétrica que é estocada nas baterias para uso futuro.
Neste arranjo o MCI ou está desligado ou opera com rotação bem definida e atendendo à carga do gerador que não varia. Ou seja, trabalha na condição ótima para um MCI, quando é mais eficiente, emite menos poluentes e tem a vida prolongada. As necessidades de torque e rotação das rodas, que variam o tempo todo, são bem atendidas pelo motor elétrico que apresenta uma eficiência elevada nas diversas rotações, inclusive nas arrancadas do carro parado.

Embora ainda seja mais caro que o veículo convencional equivalente, o VEH tem grande aceitação por ser mais confortável, menos poluente e bem mais econômico. Estas são características importantes considerando os preços do petróleo e as pressões crescentes para reduzir as emissões veiculares razão pela qual seu uso vem crescendo muito.

Motor 16 válvulas

Este tipo de motor a explosão é idêntico ao ciclo otto, sua principal diferença é a adoção de mais duas válvulas por cilindro, que trabalham simultaneamente as duas ja existentes, cada cilindro possui 4 válvulas (4cilindros x4válvulas = 16válvulas), aumentando o fluxo de gases do motor, assim desenvolvendo maior potência.
Por se tratar de um motor de alta tecnologia são necessários cuidados especiais. O proprietário de um automóvel equipado com um motor 16 V. deve ficar atento ao tipo de óleo lubrificante que está usando, bem como o profissional que presta manutenção. Um motor 16 V. requer um profissional experiente neste tipo de Motor, é comum Mecânicos sem conhecimento alegarem que o motor é problemático, o que não é verdade, a verdade é que o motor devido a sua tecnologia exige conhecimento da parte do profissional. O prazo para troca do óleo e a troca da correia dentada, estes indicados no manual do proprietário do automóvel, devem ser rigorosamente obedecidos para evitar uma quebra do motor e um gasto muito maior do que se teria realizando a manutenção correta do motor.

Motor de ciclo Rankine

Com o objetivo de aumentar o rendimento dos seus veículos híbridos, a Honda decidiu aproveitar até mesmo o calor gerado pelo motor. A solução adotada é chamada de motor de ciclo Rankine. O motor Rankine é um sistema de ciclo termodinâmico que converte uma fonte de calor - neste caso o calor exaurido pelo motor - em trabalho.
A empresa Cummins já utiliza um ciclo Rankine para aumentar a eficiência dos seus motores diesel.
A unidade de co-geração aumenta a eficiência total do veículo híbrido recapturando o calor dissipado pelo motor de combustão interna e transformando-o em eletricidade para recarregar as baterias, usadas para acionar os motores elétricos.
A empresa afirmou ter escolhido o ciclo Rankine como a melhor opção técnica, depois de ter avaliado a incorporação de uma turbina a gás e de um motor Stirling. Segundo os engenheiros, a faixa de temperatura em que um motor a combustão opera combina de forma mais eficiente com o motor Rankine.

Outros tipos de Motor

Está certo que os motores baseados nos ciclos Otto e ciclo Diesel estão entre os mais usados nos veiculos automotores atuais. Mas a crescente busca por novas tecnologias, que aumentem o desempenho do motor com menor consumo de combustível e o uso de combustíveis alternativos, levou ao desenvolvimentos de novos tipos de motores que vêm se tornando mais populares entre as grandes montadoras.
Vamos falar sobre alguns deles...

MOTOR ATKINSON

O Atkinson é basicamente um motor de ciclo Otto com um motor de diferentes meios de ligação entre o pistão à cambota. Ele foi originalmente desenhado para competir com os motores Otto, mas sem infringir a qualquer das patentes da Otto.
Foi inventado por James Atkinson, em 1882, para proporcionar eficiência, à custa da potência e começa a ter em aplicações modernas em motores eletricos hibridos.

O ciclo de Atkinson consiste nas seguintes operações:

1 Compressão adiabática
2 Adição de calor a volume constante.
3 Expansão adiabática.
4 Rejeição de calor a pressão constante.