Nova geração de motores japoneses põe futuro de carros elétricos em xeque

UOL

Pouco tempo atrás, caso alguém falasse que montadoras de automóveis ainda estão gastando tempo e dinheiro para desenvolver novos motores a combustão, poucos acreditariam.

Afinal, a onda de eletrificação prometia que tais propulsores estavam em extinção. Mas o anúncio de que Toyota, Mazda e Subaru estão projetando uma nova geração de trens de força do tipo faz sentido, visto que há um futuro que combina a nova mecânica a combustão com o apoio da propulsão elétrica, a tal hibridização.

A eletrificação total se mostrou menos viável do que imaginavam os futuristas. Enquanto muitos fabricantes se renderam completamente, outros demonstram certa resistência. Tradicionalismo? Talvez não.

O fato é que os híbridos têm muitas vantagens, talvez a maior seja a dispensa da exigência de recarga para rodar, o que vale tanto para os convencionais (paralelos) quanto os plug-in, uma vez que estes têm baterias recarregáveis na tomada, mas, se for necessário, rodam apenas com o motor a combustão.

A união das empresas busca usar mais combustíveis renováveis, além de ter o objetivo comum de neutralizar o carbono em todas as etapas de produção, alvo que é difícil para muitos elétricos.

A Toyota já tem a tradição de investir em várias soluções de mobilidade, indicando que elétricos e híbridos podem ser saídas a serem exploradas em paralelo.

“É crucial considerar as necessidades dos consumidores, a infraestrutura e explorar opções que atendam ao contexto local. Dentre elas, veículos que combinem eletrificação e motor a combustão”, diz Roberto Braun, diretor de comunicação da Toyota do Brasil.

Embora o anúncio da parceria tenha sido feito há algum tempo, somente agora as fabricantes falaram mais sobre seus projetos e mostraram protótipos dos motores, bem como planos individualizados de acordo com a tradição de cada uma delas.

Enquanto a Toyota está investindo em novos propulsores de quatro cilindros, a Mazda optou por voltar aos motores do tipo rotativo (Wankel), ao passo que a Subaru preferiu um boxer, com cilindros contrapostos na horizontal.

Investir em novos motores a combustão não significa que será apenas uma evolução de algo que já esteja no mercado. Muito pelo contrário, os propulsores de nova geração são revolucionários, cada um à sua maneira.

Ademais, todos serão hibridizados. A Toyota sempre apostou em múltiplas soluções, sem apostar todas as suas fichas em elétricos. A estratégia cautelosa parece ter sido a mais acertada. De acordo com dados da marca, aproximadamente 70% dos veículos com motor a combustão continuarão em uso até 2030.

A eletrificação dos propulsores novos não é a única maneira de aumentar a neutralização de carbono: o uso de variados combustíveis mais sustentáveis também tem o seu papel.

“A evolução dos motores a combustão é constante e, historicamente, algumas inovações são determinantes para se atingir ao mesmo tempo maior eficiência energética, redução nos níveis de emissão de poluentes e aumento no desempenho. Estas melhorias são decorrentes da utilização de sistemas eletrônicos e sistemas computacionais de gerenciamento do motor, inclusive com inteligência artificial,”, explica Cleber Willian Gomes, professor de Engenharia Mecânica da FEI (Fundação Educacional Inaciana).

Gomes acrescenta outras tecnologias à listas, como injeção direta de combustível, sistema de comando variável, turbocompressor e materiais que, inclusive, utilizam nanotecnologia para reduzir o peso dos motores e o atrito entre os componentes, além de proporcionar maior resistência ao desgaste.

Toyota

Vamos começar pela Toyota, uma vez que é a única delas instalada no Brasil. A Subaru é representada pelo Grupo Caoa, o que pode fazer com que a nova tecnologia seja importada. Por sua parte, a Mazda saiu do mercado nacional em 1999.

São dois os novos motores da Toyota: um 1.5 (disponível como aspirado ou turbo) e um 2.0. O atual 1.5 tricilíndrico da Toyota ainda não foi adotado no país, mas deve vir no novo Yaris Cross. Com eficiência térmica de 40%, ele é mais econômico e forte do que o quatro cilindros de mesma litragem. Não é o maior índice, os Nissan equipados com o sistema híbridos e-POWER têm 50% nesse quesito.

Por que desenvolver uma geração totalmente nova de motores a combustão? Segundo a marca, o plano foi tomado porque as leis de emissões previstas para a Europa – cujo programa Euro 7 entrará em vigor em 2028 – e Estados Unidos implicariam em reduzir a potência/torque e adotar catalisadores muito caros.

Mais ou menos como a crise do petróleo impactou os automóveis vendidos nos EUA nas décadas de 1970 e 1980, período no qual as emissões também apertaram, afetando drasticamente o rendimento dos propulsores.

Aqui parece que o movimento de downsizing foi invertido, pois o novo conjunto é de quatro cilindros. Por incrível que pareça, isso é bom, pois o novo arranjo permite que os cilindros sejam mais baixos, uma vez que eles são menores. Graças a isso, o volume do propulsor é 10% menor, o que facilita a instalação de sistemas híbridos. A Toyota estima que um sedã equipado com o novo motor terá consumo 12% inferior. Somado a isso, será mais potente.

Outra vantagem desses novos motores da Toyota é a possibilidade de deixar o capô mais baixo. O formato de cunha ainda é um dos melhores para garantir um coeficiente de penetração aerodinâmica mais baixo, o que reduz o consumo e também as emissões.

O 1.5 turbo vai substituir o atual 2.5 aspirado da marca, que é destinado a veículos que carregam mais peso. Da mesma maneira que a versão aspirada, o quatro cilindros resolveu o dilema do motor maior. Se ele tivesse que ser adaptado às novas regras, o 2.3 teria a força cortada em 30%. Na comparação direta, o turbinado reduz o volume em 20% e também é 15% mais baixo.

Já o 2.0 turbo virá para substituir o 2.4 turbo, oferecendo 30% a mais de performance e 10% menos em volume. Tal como seus companheiros, ele também será associado a sistemas híbridos.

“Os novos motores funcionarão tanto com combustíveis fósseis habituais [gasolina e diesel] quanto com combustíveis neutros em carbono, incluindo hidrogênio líquido, combustíveis sintéticos e biocombustíveis”, divulga a Toyota.

Quanto à chegada dos novos motores ao Brasil, nada está confirmado, posto que eles acabaram de ser apresentados. No entanto, é fato que a empresa é globalizada, portanto, eles devem equipar veículos brasileiros em um futuro não tão distante, ainda mais em razão do programa Mover, do governo federal, que estimula a produção de veículos mais eficientes e menos poluentes. Quem sabe em novas gerações do Corolla e Corolla Cross? Podemos esperar por novidades depois de 2026.

Subaru

A Subaru sempre foi famosa por seus motores de cilindros opostos, conhecidos como boxer, também utilizados nos antigos Volkswagen refrigerados a ar e também em modelos atuais da Porsche.

Diferentemente de um motor com os cilindros em linha, esse arranjo mecânico é horizontal, permitindo que o conjunto fique mais próximo ao chão. Um centro de gravidade mais baixo nunca é demais.

Os boxers não são exatamente conhecidos pelo baixo consumo nem por emissões contidas. Mas são tão característicos do fabricante.

Para manter a tradição e, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência, a marca criou a nova geração boxer.

“Se você quiser apenas aumentar a eficiência, os motores com cilindros opostos não são, necessariamente, a melhor opção. Mas o que seria da Subaru sem eles? Se você for pensar nisso, nós somos a única marca de produção em massa que está investindo em motores horizontalmente opostos”, diz Tetsuo Fujinuki, diretor, executivo sênior e chefe de tecnologia da marca. Ele afirma que o objetivo é melhorar a “nossa fraqueza em eficiência”.

Chamado de e-boxer, o novo quatro cilindros resolveu a questão se casando com um sistema híbrido de dois motores gêmeos. Há três ciclos de funcionamento. O mais tradicional é quando ambos trabalham em paralelo para movimentar o carro, talvez o de maior desempenho. O paralelo em série combina a maneira mais eficiente de gestão entre motor a combustão, o gerador, a bateria e o propulsor elétrico, equilibrando a situação. O terceiro privilegia a rodagem elétrica, com o quatro cilindros repassando energia para recarregar as baterias, deixando a tração a cargo do elétrico.

O boxer não é a única característica da Subaru, a tração integral também faz parte do legado. Não será diferente no novo trem de força, onde o propulsor a combustão será o principal responsável pela tração no eixo dianteiro, enquanto o traseiro é movimentado pelo elétrico. Mas não parece ser um arranjo que se tornou comum em alguns híbridos plug-in, modelos em que o eixo traseiro é movimentado apenas na eletricidade, sem um cardã como o da japonesa. A vantagem é que o eixo posterior sempre estará em funcionamento. Tudo em um pacote compacto.

Como o boxer é mais fino, a Subaru conseguiu instalar a unidade de controle de força no cofre do motor. Normalmente, ela fica instalada próxima do tanque, diminuindo o volume de combustível. Assim, será possível ter um reservatório de litragem bem maior, garantindo uma autonomia extensa.

A produção vai começar na nova fábrica de Kitamoto, Japão, e a produção deve começar por volta de setembro.

Mazda

Em termos de excentricidade, a Mazda leva o prêmio.

Usado pela fabricante desde 1961, o motor Wankel (homenagem ao seu inventor) tem três peças fundamentais: rotor, a sua caixa e um eixo excêntrico. O rotor funciona em quatro tempos: admissão, compressão, combustão e escape.

Parece complicado, porém, quando comparado a um propulsor tradicional de quatro tempos, é mais simples, visto que dispensa componentes como válvulas e o comando delas.

A Mazda já fez muitas gerações desse propulsor, de esportivos a carros convencionais, modelos que foram beneficiados pelo pequeno pacote mecânico e peso menor. Você deve estar se perguntando: e por que não vingou como deveria? O consumo era elevado e, para completar, as emissões também eram elevadas.

“O motor rotativo da Mazda é o nosso único propulsor de combustão interna. Contudo, suas características estruturais nos deixaram repetidas vezes em posições difíceis em relação às regulações ambientais. No passado, ele até desapareceu do mercado. Mas, agora, nós sentimos que é hora de transformar a sua singularidade em uma vantagem”, afirma o diretor e chefe de tecnologia Ichiro Hirose.

De tão pequeno, o rotor fica abaixo do topo dos pneus, portanto, seu centro de gravidade é super baixo, não muito diferente do boxer da Subaru.

“Isso permite uma silhueta que supera as normas dos atuais carros a combustão”, reforça Hirose. O fato das três seguirem o propósito de terem propulsores mais baixos não é à toa. Além de baixarem a altura, também permitem melhor arranjo mecânico, da mesma maneira que abrem espaço na cabine.

O exotismo não para aí. O novo motor rotativo é onívoro, ou seja, consome vários outros combustíveis, indo bem além do princípio de um flex. Pode rodar com etanol, biocombustíveis (inclusive um feito de algas), diesel vegetal, combustível sintético, metano e hidrogênio.

“Em função da necessidade de atender o mercado global de venda dos veículos destas tecnologias citadas, existe a demanda por desenvolver versões de motores que podem utilizar diferentes tipos de combustível e inclusive a mistura deles e, assim, ampliar o conceito de motores flex para além da gasolina combinada com o etanol”, projeta Cleber.

A fabricante ainda está trabalhando para aperfeiçoar a eficiência do projeto, a fim de atender os novos programas de emissões, mas aposta que a hibridização será a redenção dos Wankel.