Ford registou patente para motor de combustão a hidrogénio

Também a Ford parece estar a explorar a possibilidade de um futuro motor de combustão interna que usa hidrogénio como combustível. É o que mostra a patente registada da marca da oval azul no U.S. Patent and Trademark Office (Registo de Marcas e Patentes dos EUA).

A Ford junta-se, desta forma, à Toyota, Yamaha e também à Renault, que já antecipou um protótipo com um motor de combustão a hidrogénio.

Convém esclarecer que se trata de um motor de combustão interna a hidrogénio, de funcionamento idêntico a um motor a gasolina, e não de uma pilha de combustível a hidrogénio (fuel cell) usada em veículos elétricos como o Toyota Mirai.

Também convém esclarecer que esta patente não é sobre um motor em específico que a Ford já tenha em desenvolvimento, mas sim sobre o sistema de combustão em si e o controlo da mistura ar-combustível. Sistema que poderia ser usado em variados motores.

Ou seja, ao contrário do que já vimos, por exemplo, na Toyota, em que adaptou o motor do GR Yaris para funcionar a hidrogénio e até já colocou esse motor à prova num Corolla de competição, a Ford, de acordo com esta patente, parece estar numa fase mais embrionária.

A patente da Ford concentra-se sobre o método de combustão num motor de combustão turbocomprimido que consegue trabalhar num intervalo amplo de misturas ar-combustível.

λ ≥ 2

Para melhor perceber o que a Ford mostra na sua patente temos de falar na equivalência entre a relação ar-combustível real e a relação considerada ideal, ou estequiométrica, de uma mistura, representada pela letra do alfabeto grego λ (lambda).

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A relação ideal ou estequiométrica num motor a gasolina é de 14,7 partes de ar para uma parte de combustível, traduzindo-se em λ = 1. Contudo, nem sempre esta proporção é constante (pode variar por causa das condições ambientais ou do funcionamento do motor em si).

Assim podemos obter um valor inferior a um (λ < 1), em que a quantidade de ar é inferior à ideal, logo a mistura é mais rica (requer mais combustível e ajuda a gerar mais potência). Quando o oposto acontece (λ > 1), por ter excesso de ar, dizemos que a mistura é pobre (os consumos saem beneficiados).

No caso de um motor de combustão a hidrogénio, λ = 1, ou a razão estequiométrica, traduz-se em 34 partes de ar para uma parte de combustível.

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Segundo o que vemos nesta patente da Ford para um motor a hidrogénio, este permite valores iguais ou acima de dois (λ ≥ 2), duas vezes mais que a razão estequiométrica. Isto diz-nos que o motor poderá trabalhar com misturas muito pobres, de 68 partes de ar para uma de hidrogénio.

Algo só possível devido ao facto da combustão do hidrogénio ser extremamente rápida à razão estequiométrica, muito mais rápida que a da gasolina. Com esta mistura muito pobre, a velocidade da combustão pode ser reduzida.

A solução da Ford recorre à injeção direta para introduzir o hidrogénio na câmara de combustão, o que permite controlar de forma independente tanto a quantidade de combustível como de ar, usando depois a EGR e o comando variável das válvulas para variar o valor λ de “1” para “2” ou até acima disso, de acordo com as necessidades.

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Para futuro uso num híbrido?

A patente da Ford refere ainda que este motor de combustão a hidrogénio pode fazer parte de uma cadeia cinemática híbrida.

Na patente é possível ver um motor-gerador elétrico posicionado entre o motor de combustão e a transmissão, com a Ford a descrever que este grupo motriz poderia ser usado num híbrido paralelo, em série, ou num híbrido série-paralelo.

O facto de existir uma patente não significa que esta solução chegue a ver a «luz do dia». É prática comum na indústria automóvel o registo de patentes quase sobre tudo: desde designações a soluções tecnológicas avançadas, mas nem todas acabarão por encontrar uma aplicação prática.

Fonte: Muscle Car and Trucks

Fernando Gomes

Entrou no universo dos automóveis através do design, hoje expressa a sua paixão pelo automóvel na escrita.

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