A Ford também parece estar a avaliar a hipótese de um futuro motor de combustão interna que usa hidrogénio como combustível. Quem o indica é uma patente submetida pela marca do oval azul junto do Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos.
Com este registo, a Ford passa a constar do mesmo “mapa” de marcas como a Toyota, a Yamaha e ainda a Renault, que já chegou a mostrar um protótipo com um motor de combustão alimentado a hidrogénio.
Motor a hidrogénio: combustão interna, não célula de combustível
Importa deixar claro que aqui falamos de um motor de combustão interna a hidrogénio, ou seja, com um princípio de funcionamento semelhante ao de um motor a gasolina - e não de uma célula de combustível a hidrogénio (célula de combustível) aplicada em veículos elétricos, como acontece no Toyota Mirai.
O que a patente da Ford cobre (e o que não cobre)
Outro ponto essencial: esta patente não descreve um motor específico que a Ford já tenha pronto ou em desenvolvimento avançado. O foco está, isso sim, no próprio processo de combustão e na forma de gerir a mistura ar–combustível, algo que poderá ser adaptado a diferentes famílias de motores.
Por outras palavras, ao contrário do que já se viu na Toyota - que pegou no motor do GR Yaris, adaptou-o para trabalhar com hidrogénio e chegou mesmo a testá-lo num Corolla de competição -, a Ford, a julgar pelo teor da patente, aparenta estar numa etapa mais inicial.
O documento concentra-se no método de combustão num motor turbocomprimido capaz de funcionar com um intervalo amplo de misturas ar–combustível.
λ ≥ 2 na patente da Ford
Para se perceber melhor o que a Ford propõe, é preciso falar da equivalência entre a relação ar–combustível real e a relação considerada ideal, ou estequiométrica, representada pela letra grega λ (lambda).
Num motor a gasolina, a relação ideal (estequiométrica) é de 14,7 partes de ar para 1 parte de combustível, o que corresponde a λ = 1. Ainda assim, essa proporção nem sempre se mantém fixa, já que pode oscilar por influência do ambiente ou do próprio regime de funcionamento do motor.
Se o valor ficar abaixo de um (λ < 1), existe menos ar do que o ideal e a mistura passa a ser mais rica (exige mais combustível e ajuda a extrair mais potência). Quando acontece o inverso (λ > 1), por haver ar a mais, diz-se que a mistura é pobre (tendencialmente mais favorável aos consumos).
No caso de um motor de combustão a hidrogénio, λ = 1 - a razão estequiométrica - corresponde a 34 partes de ar para 1 parte de combustível.
Segundo o que é descrito nesta patente para um motor a hidrogénio, o sistema admite valores iguais ou superiores a dois (λ ≥ 2), ou seja, o dobro da razão estequiométrica. Na prática, isto aponta para a possibilidade de o motor operar com misturas extremamente pobres, chegando a 68 partes de ar para 1 de hidrogénio.
Isto só é viável porque, à razão estequiométrica, a combustão do hidrogénio é extraordinariamente rápida - bastante mais do que a da gasolina. Ao recorrer a uma mistura muito pobre, é possível reduzir a velocidade de combustão.
A proposta da Ford passa por utilizar injeção direta para colocar o hidrogénio na câmara de combustão, permitindo controlar separadamente tanto a quantidade de combustível como a de ar. Depois, através de EGR e do comando variável das válvulas, o sistema ajusta o valor de λ de “1” para “2” (ou até acima disso), consoante as necessidades.
Para futuro uso num híbrido?
A patente menciona ainda que este motor de combustão a hidrogénio pode integrar uma cadeia cinemática híbrida.
No esquema apresentado surge um motor-gerador elétrico colocado entre o motor de combustão e a transmissão, sendo referido que este conjunto poderá ser aplicado num híbrido paralelo, em série, ou num híbrido série-paralelo.
O registo de uma patente, no entanto, não garante que a solução venha a ver a «luz do dia». No setor automóvel é comum patentear praticamente tudo - de designações a propostas tecnológicas avançadas - e muitas acabam por nunca ter utilização prática.
Fonte: Muscle Car and Trucks
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