Isenção de responsabilidade: este artigo contém discursos de engenharia
O motor do seu carro agora é péssimo no seu trabalho.
Vídeos recomendados
Seu motor só precisa fazer uma coisa: converter gasolina em energia mecânica, queimando-a. Ele faz isso várias vezes por segundo quando está em execução – e muito mal. A queima de gás cria calor. Esse calor, na forma de uma explosão rápida, é o que alimenta as rodas do seu carro (com algumas peças e degraus entre elas). Portanto, seu motor deve capturar o máximo possível desse calor (explosão). Mas o motor do seu carro provavelmente captura apenas 20-30% do calor que produz. Esse número é chamado de “eficiência térmica” se você estudou por muito tempo, e em 1975 o Exército americano testou um caminhão que obteve até 48% de eficiência térmica usando um “motor adiabático”. Este motor de som maluco também prometia mais potência e, ao mesmo tempo, aumentava a eficiência. Então, de onde vem esse mecanismo e por que não o usamos hoje?
O conceito de adiabático é tão antigo quanto a engenharia automotiva (aliás, é pronunciado “aid-ee-a-bad-ik”) e significa simplesmente um sistema onde o calor não pode entrar ou sair. Se o calor ficar preso no interior, é adiabático. Então, por que você tentaria reter o calor dentro de um motor, quando cerca de um terço do compartimento típico do motor é dedicado à purga de calor através de radiadores e fluxos de líquido refrigerante? Teoricamente, você deseja que o calor vaporize sua gasolina. Como você deve saber, a gasolina líquida não queima muito bem – é o vapor no topo de uma poça de gás que realmente queima.
Portanto, o que você realmente quero é vapor de gasolina. Acontece que o gás líquido é mais fácil de transportar, armazenar, bombear e usar em carros. No momento, usamos injetores para disparar gás líquido em sprays extremamente finos na câmara de combustão – a teoria é que quanto mais fino o spray, mais rápida será a evaporação. Outra ótima maneira de evaporar líquidos é aumentar sua temperatura. Assim, um sistema com retenção de calor seria muito melhor na criação e queima de vapor de combustível. Os problemas de reter o calor dentro de um motor serão óbvios para qualquer pessoa que já tenha ficado sem combustível. de refrigerante – os motores modernos tendem a parar de funcionar (drasticamente) acima de cerca de 250 graus Fahrenheit.
Os proponentes dos motores adiabáticos afirmam que a eficiência térmica pode se aproximar de 50% e a eficiência de combustível pode exceder 50 mpg
Superando o risco de explosão dos motores está o retorno potencial – maior eficiência térmica, milhas por galão muito melhores e um aumento saudável na potência. Se tudo isso soa um pouco como uma pílula milagrosa, chegaremos lá. Independentemente disso, os proponentes dos motores adiabáticos afirmam que a eficiência térmica pode aproximar-se de 50% ou mais, a eficiência de combustível pode exceder 50mpg, e um minúsculo motor de 4 cilindros dos anos 80 pode produzir 250 cv – tudo ao mesmo tempo.
A ideia de um motor de carro adiabático existe pelo menos desde a década de 1950 e foi promovida com mais veemência por dois hot rodders chamados Henry “Smokey” Yunick e Ralph Johnson. Porque a tecnologia afirma aumentar a eficiência do combustível E aumentar a potência, ao mesmo tempo que faz o oposto do motor designers passaram décadas fazendo (removendo calor), motores adiabáticos sempre pareceram um pouco incríveis e muito bom para ser verdade.
Carro e motorista chamados BS no velho Smokey e Ralph quando eles foram para a Flórida para ver por si mesmos, enquanto Hot rodder apoiou os dois mecânicos do quintal. E assim foi durante décadas, com alguns acreditando que esta tecnologia poderia revolucionar a indústria automotiva, enquanto outros a chamavam de óleo de cobra. Parecia que ninguém estava disposto a submeter o sistema a um teste rigoroso e científico. Ninguém, claro, até o Exército dos EUA se envolver.
Em 1975, a divisão Tank Automotive Command do Exército dos EUA, em parceria com a Cummins, projetou um veículo de teste para avaliar a tecnologia adiabática. Curiosamente, o principal ímpeto para investigar esses motores não foi a eficiência, nem a potência, nem as milhas por galão. Aparentemente, 60% das falhas em veículos do Exército foram causadas por problemas no sistema de refrigeração. Elimine o sistema de refrigeração e elimine as falhas, ou assim pensava.
Para testar essa teoria, os rapazes do Exército modernizaram um transportador de carga de 5 toneladas com o motor especial e também jogaram fora 338 libras de componentes de refrigeração. Os engenheiros da Cummins criaram o motor com componentes cerâmicos-metálicos – incluindo cabeçote, pistões, válvulas, camisas de cilindro e portas de escape – que foram projetadas para temperaturas superiores a 2.000 graus Fahrenheit. Toda a unidade estava envolta em isolamento pesado e tubulação que enviava calor para o caminho do combustível dentro do compartimento do motor.
A equipe do Exército testou o caminhão por 16.000 quilômetros e registrou um aumento de 38% na economia de combustível em relação a um caminhão tradicional do Exército. Dito isto, o caminhão tradicional obtém aproximadamente 6 MPG, então mesmo com um aumento de 38 por cento estamos falando apenas de 8,28 MPG. Eles também registraram 48% de eficiência térmica e proclamaram: “…o motor adiabático é o motor com maior eficiência de combustível do mundo”. Isso é um grande elogio. Então o que aconteceu?
Nada. Nada aconteceu. Não houve nenhuma grande conspiração contra esta tecnologia. As empresas petrolíferas não enviaram esquadrões de ataque nem criaram campanhas de desinformação. Em vez disso, a tecnologia não pegou pela mesma razão pela qual a tecnologia falha o tempo todo – dependência do caminho. Mudar a produção automóvel, os serviços e a indústria secundária para a tecnologia adiabática exigiria um esforço muito mais hercúleo do que procurar obter maior eficiência dos componentes tradicionais. A reequipamento de toda a indústria para componentes cerâmicos não foi vista como pragmática, financeiramente sensata ou orientada para o cliente e, portanto, foi descartada. Se a indústria estava demasiado presa no seu caminho na década de 1980, certamente está ainda mais hoje.
Na verdade, os números de eficiência térmica que o adiabático permitiu agora são encontrados em motores tradicionais com os mais recentes desenvolvimentos. Em 2014, a Toyota proclamou em voz alta que havia projetado um motor de teste com eficiência de 38% e, recentemente, a Sociedade de Engenheiros Automotivos Protótipos de motores produzidos aproximando-se de 50% de eficiência térmica. Agora também é comum ver motores de 4 cilindros com 250 cavalos ou mais em carros familiares. A tecnologia convencional alcançou as reivindicações dos defensores do adiabático, por isso é pouco provável que vejamos estes motores estranhos e belos fora de experiências ou museus tão cedo. O que matou esta tecnologia antes de começar foi simplesmente o impulso da indústria e as decisões de priorização tomadas pelos departamentos de P&D. Pode ser uma história menos sexy, mas isso não a torna menos verdadeira.
Recomendações dos Editores
- Testamos a tecnologia autônoma da Mercedes tão avançada que não é permitida nos EUA.
