Na Goodyear, analisamos como funciona um motor a diesel e quais as diferenças em relação a um motor a gasolina
Demonizados, sobretudo depois do ‘dieselgate’ e das contínuas restrições de tráfego nas grandes cidades, os motores a diesel vivem na incerteza,no fio da navalha, tanto para aqueles que acreditam que ainda há futuro como para os que já estabeleceram um prazo de validade. Alguns peritos antecipam 10 anos de margem de sobrevivência. Até 2030, os motores a gasóleo vão desaparecer. A redução da quota do diesel a favor da gasolina acontece anos depois de se registar uma “dieselização” do mercado. Será um processo irreversível? Na Goodyear explicamos-lhe como funciona um motor a diesel, as diferenças entre uma motorização a gasolina e uma a gasóleo e como é que tem o mercado respondido a esta realidade. O diesel terá futuro?
Quem inventou o motor a diesel?
O motor diesel foi inventado em 1893 pelo engenheiro alemão, Rudolf Diesel, para a MAN, empresa especializada em veículos pesados. Rudolf Diesel estudava motores de alto rendimento térmico para substituir os motores a vapor. Foi assim que, em 1987, a MAN produziu o primeiro motor a diesel, que utilizava como combustível o óleo que se utilizava na iluminação de rua e que tinha como características não ser muito volátil. A ideia era utilizar combustíveis alternativos nos motores de combustão interna para que a fase de compressão do ciclo de funcionamento da mecânica não necessitasse da ignição por faísca.
Como funciona um motor diesel?
Os motores diesel arrancam por intermédio de um sistema elétrico que inicia o ciclo de ignição por compressão. Quando o tempo está frio, no entanto, é difícil arrancar um motor a diesel devido à dificuldade de atingir uma temperatura alta o suficiente para acender o combustível. Por isso, os fabricantes colocam velas de incandescência.
Um motor diesel funciona através da ignição do combustível. Este é injetado sob alta pressão numa câmara de combustão que contém ar a uma temperatura superior à da autocombustão. Num processo de autocombustão não se produz uma faísca como nos motores a gasolina.
O segundo passo do ciclo é a compressão. O combustível é injetado na parte superior da câmara de combustão, a grande pressão a partir dos injetores, para que seja atomizado e se misture com o ar a temperaturas elevadas (entre 700 e 900 °C) e alta pressão. A combustão provoca a expansão do gás contido na câmara, impulsionado o pistão. Esta expansão, que o diferencia do motor a gasolina, gera um movimento retilíneo. A vela transmite este movimento do pistão ao virabrequim que gira e transforma o movimento retilíneo em movimento de rotação.
A última fase do processo de combustão do motor diesel é o escape. Na deslocação do pistão para cima, a válvula de espape abre-se e o gás queimado é expulso.
Diferenças entre motores a diesel e a gasolina
Ambos são motores de combustão interna que baseiam o seu funcionamento na mistura eficiente de combustível e ar. Apesar disso, o funcionamento e eficiência são bem diferentes:
Ignição do combustível
Num motor a gasolina (motor de explosão) ocorre uma combustão interna que obtém energia mecânica diretamente a partir da energia química. A explosão do combustível através de uma faísca provoca a expansão do gás e o movimento do pistão.
Os motores a diesel transformam calor em movimento através do aumento da temperatura proveniente de uma fonte de calor combinada com um foco frio. Diferentemente do motor a gasolina, a complexidade no processo da mistura combustível/ar é maior nos motores a diesel, porque ocorre em diferentes momentos do ciclo.
São por isso, tecnologias diferentes que utilizam combustíveis diferentes com níveis de eficiência energética distintos. Partilham, no entanto, componentes básicas na sua arquitetura interna e utilizam um ciclo de quatro tempos. As principais diferenças são a ignição do combustível e a regulação da potência de saída.
Componentes reforçados
As componentes principais de um motor a diesel ou a gasolina são semelhantes, no entanto, as peças do motor a gasóleo têm de ser fabricadas com maior resistência. As paredes do bloco de um motor diesel são reforçadas para proporcionar uma resistência adicional e absorverem as tensões. Os pistões, velas e virabrequins são mais resistentes e a cabeça do cilindro é diferente devido aos injectores de combustível e à forma de combustão.
Quanto polui um motor diesel?
Talvez a pergunta certa não seja o quanto polui, mas o que polui. Nos motores a diesel, as principais emissões são de óxidos de nitrogénio (NOx) e uma série de partículas de monóxido de carbono (CO), dióxido de enxofre e hidrocarbonetos como benzeno, tolueno, benzopireno e outros hidrocarbonetos policíclicos. O CO2 também está presente, mas em menor grau do que nos carros com motores a gasolina. No total, um motor diesel produz partículas numa proporção 20 vezes superior aos motores a gasolina.
O CO2 é responsável por causar o efeito de estufa na atmosfera e o aquecimento global, mas tanto o NOx como as partículas afetam diretamente a saúde daqueles que os respiram, uma vez que são capazes de entrar diretamente no nosso organismo e causar desde problemas respiratórios a tumores cancerígenos
As normas antipoluição, focadas na redução dos níveis de emissão, favoreceram a chegada de novas tecnologias que, aplicadas aos gases de escape nos motores diesel, permitem controlar as partículas poluentes que saem do tubo de escape.
Que futuro para o motor diesel?
O futuro é elétrico?
Tendo em conta todo o processo de combustão e de acordo com um relatório de 2017 da organização Transport and Environment (T&E), os motores a diesel emitem mais gases de efeito de estufa do que os motores a gasolina. Em média, a tecnologia diesel produz 3 toneladas mais de CO2 do que a gasolina durante a sua vida útil. Fabricantes e administrações já reagiram a este facto. Os primeiros, com o desenvolvimento de estratégias para a criação de motores elétricos com autonomia cada vez maior, uma das principais dificuldades que enfrenta o comprador de um carro com motor elétrico; e os segundos, com maior investimento em pontos de carregamento e com proibições e limitações ao tráfego de carros a diesel, principalmente os mais antigos.
Na China, o principal mercado mundial, está a ser planeada a proibição de circulação de automóveis diesel. Para isso, as autoridades falam de 2025 como “um ano chave para o automóvel”. Por seu lado, França e Reino Unido escolheram 2040 como a data para deixar de vender automóveis a gasolina e diesel. Além disso, no caso dos britânicos, em 2050 a proibição estende-se da comercialização à circulação. Em Portugal, Lisboa vai limitar radicalmente a circulação no centro histórico.
No entanto, também existem iniciativas que querem demonstrar que os carros movidos a diesel ainda são válidos e podem emitir menos poluentes que os carros com motores a gasolina de cilindrada ou potência semelhantes.
Projeto Dieper: um diesel mais eficiente e menos poluente
É o caso do Projeto Dieper, uma iniciativa europeia na qual, colaboram entre outros, o Instituto CMT-Motores Térmicos da Universidade Politécnica de Valência (UPV), a multinacional austríaca AVL, Renault, Iveco, Fiat, Bosch e Siemens. Os responsáveis afirmam ter desenvolvido um motor diesel de baixo consumo que promete reduzir as emissões de poluentes em cerca de 80%, restringindo-os a um tamanho inferior a 23 nanómetros. Aa suas soluções técnicas, conforme explicadas pelos responsáveis pelo projeto, estão totalmente preparadas para integrar a mecânica de futuros carros de médio e grande porte, além de veículos comerciais.
Da mesma forma, fabricantes individuais, como a Mazda, também acreditam que a mecânica do diesel não desaparecerá. Assim, ao mesmo tempo que desenvolve soluções elétricas, a marca japonesa revelou que, em 2020, apresentará um novo e revolucionário motor diesel. Embora a sua estratégia comercial se concentre nos motores a gasolina, híbridos e elétricos, a meta da Mazda para os novos motores a diesel é atingir metas muito ambiciosas de emissões e consumo de combustível capazes de competir em pé de igualdade com outros tipos de mecânica.
É por isso que, apesar de os motores a diesel enfrentarem um futuro bastante complicado, alguns fabricantes ainda apostem neles, com enormes esforços para reduzir ao máximo o seu impacto ambiental. O futuro dos motores diesel, portanto, pode não ser tão negro como augura a maioria da indústria.
