TECNOLOGIA HYBRID AIR, SOLUÇÃO DA PSA PARA HIBRIDIZAÇÃO

Fotos e desenhos: Divulgação PSA

Chassi rolante do conceito Hybrid Air

Parece mesmo que a indústria automobilística ultimamente "só pensa naquilo" — não, não nada a ver com o que a personagem Dona Bela, a solteirona imortalizada pela atriz Zezé Macedo (1916-1999) na Escolinha do Prof. Raimundo, programa humorístico levado ao ar pela TV Globo de 1990 a 2001, protagonizado pelo inesquecível Chico Anysio (1931-2012), dizia do alto de sua convicção de que sexo só depois do casamento, mas numa maneira de tornar os carros mais econômicos e, na esteira, emitir menos o gás inerte dióxido de carbono, mais conhecido pelo seu símbolo CO2, que a maioria da comunidade científica afirma que vai levar o nosso planeta a derreter de tanto calor se não for contida, aquilo que o jornalista Fernando Calmon cunhou de "histeria carbônica".

Até agora só existiam duas alternativas à propulsão por motor a combustão, o motor elétrico e o a combustão associado a motor elétrico, a receita do carro híbrido, que deu aparentemente mais certo que o elétrico, embora este esteja de certo modo reagindo. Mas em todos casos há a dependência de uma [cara] bateria de íons de lítio, que ocupa grande espaço nos veículos e, pouco comentado, a dificuldade que impõe no desencarceramento dos ocupantes num acidente pelos cuidados para equipes de socorro precisam tomar para não levarem um choque da ordem de 400 volts, que pode matar.

Por isso a PSA Peugeot Citroën ouviu o conselho da arquirrival Renault e mudou a direção: híbrido sim, mas combustão-hidráulico. Nada de elétrico Apresentou seu conceito chamado Hybrid Air no Salão de Genebra em março último. O nome, apesar de soar bem, não espelha exatamente a realidade, pois o motor que não é o a combustão não é pneumático (como os dos dentistas).



A idéia do Hybrid Air pode ser considerada brilhante, da classe Ovo de Colombo. Um grande cilindro, de 1.220 mm de comprimento, disposto longitudinalmente sob o túnel do assoalho, é a chave de tudo. Dentro dessa cilindro há um pistão, livre, pressionado por nitrogênio a 150 bar por meio de um reservatório sob o assoalho do porta-malas depois do eixo traseiro, considerando o sentido de marcha do veículo. O nitrogênio, como se sabe é o principal gás do ar atmosférico, 78%, o restante sendo oxigênio (21%) e o 1% restante, vários outros gases.

O caráter híbrido é dado por um motor hidráulico alimentado por óleo, este pressionado pelo citado pistão dentro do cilindro. Mas, que óleo é esse? Onde é transportado no carro? Esse o xis da questão. A PSA por enquanto não revela todos os detalhes do Hybrid Air, que ainda se encontra na fase de desenvolvimento. Inclusive, nenhum protótipo foi experimentado pela imprensa mundial até agora. A previsão de lançamento deste híbrido na Europa é 2016.

Como é o interior do cofre do motor

O que foi dito [no encontro com a imprensa em São Paulo há alguns dias] é que o óleo é bombeado para dentro do cilindro contra a pressão do nitrogênio — princípio da mola a ar —, desse modo acumulando energia. O bombeamento é realizado exclusivamente por uma bomba que se movimenta pela energia cinética tanto ao levantar o pé do acelerador quanto ao frear. Ao acelerar, o óleo pressurizado é levado para o motor hidráulico, cuja potência é de 40,8 cv.

A "carga" hidráulica é pequena, não dá para rodar mais que 1,5 km com ela — como os híbridos combustão-elétrico nesse aspecto — mas no tráfego urbano o motor hidráulico e o a combustão vão se alternando constantemente, aí residindo a eficiência com o combustível líquido que pode significar consumo de 2,9 l/100 km (rodar 34 km com 1 litro) e emitir apenas 69 g/km de CO2.

O motor a combustão previsto é o 3-cilindros VTi de 1,2 litro a gasolina com duplo comando e 4 válvulas por cilindro, 82 cv a 6.000 rpm, utilizado no Peugeot 208 e no Citroën C3. A transmissão consiste de transeixo automático epicíclico engendrado de modo a associar o funcionamento conjunto dos dois motores quando necessário, como ao se precisar de toda a potência a bordo disponível. Os detalhes dessa transmissão ainda estão por ser revelados, mas não deve fugir ao esquema dos híbridos paralelos existentes, como o Toyota Prius.

O importante, argumenta a PSA, é que a receita não implica modificação estrutural nos veículos e o acréscimo de peso não ultrapassa 100 kg, sendo, assim, uma solução de hibridização totalmente viável e que descarta totalmente a propulsão elétrica. Com a vantagem de um carro assim constituído custar de 15.000 a 20.000 euros (R$ 45 mil a R$ 60 mil), por isso competitivo no segmento B e correspondente a uma versão a diesel.

Esse Ovo de Colombo parece ter mesmo futuro.

BS



27 comentários :

  1. Corsário Viajante29/10/13 12:06

    Idéia interessante mas mais aplicável em ciclo urbano pelo que entendi (provavelmente entendi errado).
    Talvez não seja uma "revolução" como os carros elétricos querem ser, mas uma alternativa viável para os próximos anos, algo simples e inteligente - bem dito, ovo de colombo - para entrar logo em produção com resultados concretos.
    Esse pragmatismo me agrada.

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  2. Corsário
    Entendeu certo. A vantagem dos híbridos de qualquer natureza é no uso urbano.

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  3. Inclusive o Fusion híbrido consegue a façanha de ter consumo menor no ciclo urbano que no de estrada.

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    1. O prius também ja era assim, e provavelmente a maioria dos outros hibridos.

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    2. Isso faz mais sentido uma vez que a maior parte do uso de um carro e na cidade.

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  4. Eu havia pensado neste conceito há algum tempo quando estava dirigindo e pensando o quanto de energia é desperdiçada quando estamos desacelerando ou freando, mas pensei em uma mola mesmo, do tipo mola de relógio, como carrinho de brinquedo movido à corda. Certamente não fui o primeiro a pensar nisso, mas nunca li nada a respeito.
    Este projeto é bem mais sofisticado que uma simples mola de aço, mas o conceito é o mesmo.

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    1. Jesiel
      Sabe que pensei a mesma coisa enquanto assistia à apresentação da PSA? Principalmente devido a uma grande amigo, ja falecido, disse-me ter existido carro a corda no Japão antes da Segunda Guerra Mundial, em que a corda era dada em dispositivos específicos nos postos de gasolina. Mas procurei informações a respeito na internet e não encontrei. Se alguém tiver mais sorte, avise-nos.

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  5. Outra ideia que achei interessante, quando se preparava a inclusão do kers na fórmula 1, a Williams divulgou imagens de um suposto kers mecânico, mas que depois acabou sendo trocado pelo elétrico. Alguém tem alguma informação?

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    1. Pelo que sei, a Jaguar-Land Rover se interessou pelo KERS mecânico da Williams.

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    2. Ainda e muito cedo para falarmos alguma coisa a respeito disso.

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    3. Pelo que li foi a Kia que se interessou..
      Mas na verdade eu nao seu , na verdade eu so acho !

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  6. Acho que a ideia do híbrido é muito legal e de mais fácil aplicação do que o elétrico puro, pois consegue contornar o problema de autonomia dos elétricos. Também me senti muito interessado pela solução da PSA, mas como o Bob, gostaria de ver na prática como isso funciona. Me parece que o sistema hidropneumático aproveita o conhecimento acumulado em mais de 50 anos de produção de suspensões com esta característica pela Citroën (os verdadeiros Citroëns, não estes Peugeot "estranhados" e etiquetados de hoje).
    Ainda não apareceu uma solução alternativa aplicável e eficiente para as situações de rodovia ou vias de trânsito rápido, todas as alternativas existentes visam apenas reduzir consumo e emissões em ciclo urbano. Já é um avanço, mas falta o complemento. O que mais se aproxima é a solução Audi/VW atual de desativação de cilindros em velocidades de cruzeiro e a proposta de alguém (que me lembro de ter lido mas não lembro de quem), de efetivamente desligar o motor nessa situação.
    Bob: gostaria de pedir uma matéria sobre esta última informação, assim como sobre os processos SkyActive da Mazda, virtualmente desconhecidos aqui no Brasil.

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  7. Bob, não sei se você notou uma certa analogia do Hybrid Air com o sistema hidropneumático de suspensão da Citroën. Temos óleo, nitrogênio e peças que se movimentam por via hidráulica, tudo isso alimentado por uma bomba de alta pressão. Começo a pensar que em tese daria para que esse Hybrid Air pudesse assumir múltiplas funções, como ocorre na suspensão da Citroën, em que o óleo alimentava a suspensão, os freios e a direção (só direção e suspensão do C5 em diante).
    Se formos pensar que se hoje em dia os Citroëns hidropneumáticos têm circuito de freio independente (algo que acho correto por ser sistema essencial de segurança ativa) e as direções hidráulicas estarem sendo substituídas pelas eletromecânicas, em tese daria para ter um sistema hidropneumático simplificado, em que o óleo só circulasse pela suspensão. Porém, nada impediria que esse óleo do Hybrid Air também passasse a atender uma suspensão hidropneumática, podendo inclusive recarregar o cilindro de ar também com o sobe e desce da suspensão, em princípio análogo ao do KERS Cargo ou do GenShock, mas aqui obviamente servindo de bombeamento complementar (quem sabe até permitindo um cilindro de maior capacidade, de maneira a haver mais autonomia).
    Logo, em tese daria para ter em um só sistema tanto uma belíssima autonomia exclusivamente no nitrogênio como também aquela estabilidade suficientemente boa para suportar 1 G de aceleração lateral sem a carroceria inclinar em demasia. Quem sabe a PSA esteja preparando algo com Hybrid Air para a linha DS. Aliás, até agora o grupo não falou nada sobre se a plataforma EMP-2 está preparada para receber suspensão hidropneumática (só sabemos que estão preparados para receber tanto Hybrid Air quanto Hybrid4).

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  8. Sinceramente, acho que a PSA está complicando... Um kers, elétrico ou mecânico, seria bem mais eficiente.

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    1. Ou então ela pode estar pensando em uma evolução do Hybrid Air que funcione conciliada à suspensão hidropneumática, uma vez que o princípio básico de óleo empurrando nitrogênio é o mesmo.

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  9. Pode ser meio off-topic, mas o que eu acho de mais interessante nessa história, é que a qualidade dos PSA nunca conseguiu estar a par da tecnologia que eles dispõe. Ou seja, é muito investimento em pesquisa e muito pouco retorno para o consumidor.

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  10. Acredito que um possível futuro "Kers" facilmente adaptável seria um alternador, bateria e sistema elétrico reforçados, de modo que o primeiro funcione como gerador e freio nas frenagens moderadas, e como motor elétrico no "modo urbano", sem necessidade de atuação do motor a combustão.

    Um sistema assim com certeza reduziria sensivelmente o consumo no anda e para das cidades. E ao mesmo tempo não é tão radical quanto um híbrido ou elétrico puro.

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  11. Não tem o peso das baterias dos elétricos nem o risco de contaminação, já que um conjunto de baterias de um carro híbrido polui horrores pra ser produzido e, se não for descartado corretamente, também vira crime ambiental, zerando toda a "ecologia" dessa história. Eu curti o Hybrid Air.

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  12. Eis alguns links sobre motores movidos a ar, soluções promissoras mas que nunca chegam ao mercado...

    http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI1872911-EI300,00.html

    http://arcombustivel.webpt.net/2010/11/brasileiro-de-santa-catarina-dedicou.html

    http://www.engineair.com.au/

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  13. Algum tempo atras, li sobre uns testes que a VW caminhões tinha feito com sistema parecido em caminhões de coleta de lixo. Nesse caso, juntava o uso de acelerar/parar e o fato de possuir sistema hidraulico para acionar os equipamentos de compactação.

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  14. Antes que os leitores "viagem na maionese". Sistemas de acumulação de energia pneumáticos ou hidráulicos tem baixíssima eficiência. São sistemas que operam pelo ciclo de Carnot, assim como os motores de combustão.
    Esse sistema da PSA é interessante porque a energia que ele recupera seria uma energia jogada fora de qualquer forma e qualquer tanto que ele recuperar já é um avanço.

    Um sistema que eu achei interessantíssimo foi feito pela Porsche. É um sistema regenerativo quase todo elétrico, mas no lugar da bateria, eles usam um disco de eixo vertical que é colocado numa capsula à vácuo. Esse disco é dotado de uma máquina de indução que tanto opera como motor como gerador de corrente alternada. Assim, o disco é impulsionado sem precisar de engrenagens, o que sempre foi um problema desses sistemas de volante de inércia. Esse sistema tem a eficiência dos sistemas elétricos sem a desvantagem das baterias. Acredito que este seja atualmente o sistema mais moderno e eficiente disponível na atualidade. Porém tanto a área de baterias como a de super-capacitores vem evoluindo muito rápido e eles podem em alguns anos virar essa mesa.

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  15. Um sistema de volante de inércia acionado elétricamente nas frenagens e devolvendo a energia em forma de eletricidade seria tão simples e talves muito mais barato que esse, que é um tipo de transmissão hidrostática. Um sistema a ar comprimido também seria legal. Se não me engano, existiram várias locomotivas de mineradoras que trabalharam assim, com a caldeira cilíndrica substituída por um ou vários cilindros de ar comprimido. Não sei a autonomia, mas se conseguiam puxar um trem!

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    1. Anonimo, já pesquisei sobre esses sistemas. Carrinhos de mineração com energia acumulada em volantes ou em ar comprimido são usados em minas com risco de vazamento de metano ou outro gás altamente inflamável. Como não trabalham com calor ou centelha, o risco de explosão é reduzido.

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  16. O que é muito interessante neste projeto é seu custo relativamente baixo (em relação aos híbridos elétricos), sua aparente eficiência prática em congestionamentos e, principalmente, que é quase um "kit" que poderá ser facilmente adaptado em diversos modelos de veículos, por não tomar muito espaço físico.
    Creio que o maior problema tecnológico a ser vencido seja a transmissão, que tem que lidar e otimizar adequadamente a ação dos dois motores + a bomba hidráulica

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  17. Estava esperando um post de AE para ter alguma informação mais consistente. Até então havia encontrado muitas replicações do release oficial. Muito bom o post.

    Sobre o sistema desenvolvido, algo parecido, em termos de princípio de funcionamento, foi desenvolvido nos EUA, em uma universidade. Ví num programa de TV, há muitos anos, acho que foi desenvolvido no início dos anos 70. Era um híbrido combustão e pneumático. Utilizava energia das frenagens acumulada na forma de energia pneumática, armazenada num cilindro, apenas para lançar o carro em movimento. O motor a combustão era bem pequeno e ficava responsável por manter a velocidade. O consumo resultante anunciado era algo impensável na época, mas o protótipo carecia de muito desenvolvimento. Acredito que o controle de potência não oferecia muita modularidade.

    Espero que o protótipo resulte em tecnologia aplicada. Os resultados prometidos são muito bons. As vantagens em relação aos híbridos combustão-elétricos são muitas e em pontos chaves como custos do produto final e de manutenção, simplicidade, segurança e impacto ambiental. Além de baixo custo de implantação nas linhas de produção.

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  18. interresante esse sistema, mas muito complexo.
    o que vcs acham do sistema HHO? basta retirar o hidrogenio da agua por hidrolise e pronto.
    no mercado livre tem kits pronto, no youtube tem bastante videos tbm...

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  19. marcelo (jmvieira)03/11/13 10:00

    Falando da histeria do CO2, aqui em Recife, há alguns anos, a prefeitura precisou instalar um sistema de comportas na saida de um dos principais canais de esgoto daqui. Este sistema impede que a maré alta dê remanso na drenagem da cidade, alagando alguns pontos. O sistema não existia e no passado não existiam pontos de alagamento, que tem aumentado onde o sistema não existe. Outro problema foi o avanço do mar na praia, tanto em Recife como em Olinda como em Jaboatão, onde foram colocados muros de contenção (quebra mar) e em Jaboatão iniiciou-se uma obra de "engorda" da orla, colocando areia artificialmente. E uma coisa percebi: quem mora longe da praia não enxerga estas coisas.

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