Técnica: O que distingue motores a combustão, elétricos e híbridos

Os veículos do século XXI deram um salto na forma como se movem, com combustível ou energia elétrica… ou uma combinação de ambos.

Os motores de combustão interna, elétricos e híbridos, representam diferentes abordagens tecnológicas na indústria, cada uma com com características únicas que afetam o seu funcionamento, eficiência e impacto ambiental. Vamos ver em que consistem:

Motores de combustão

Um motor de combustão é um tipo de motor térmico que converte a energia química contida num combustível em energia mecânica. Esses motores operam através de um processo de combustão interna ou externa, dependendo do seu projeto e aplicação.

No caso dos motores de combustão interna, o processo de combustão ocorre dentro do próprio motor, numa câmara de combustão localizada no interior dos cilindros. Este processo envolve a mistura de um combustível (geralmente gasolina ou diesel) com um oxidante (geralmente oxigénio do ar), que é então inflamado por uma faísca em motores a gasolina. A energia liberada pela combustão expande os gases, o que gera movimento linear num pistão, convertendo assim energia química em energia mecânica. Esse movimento é transmitido através de um sistema de bielas e cambota para finalmente impulsionar o veículo.

Os motores de combustão (interna ou externa) têm sido amplamente utilizados na indústria de transportes há mais de um século devido à sua simplicidade, eficiência relativa e disponibilidade de combustível. No entanto, também apresentam desvantagens, como o baixo desempenho, a emissão de gases poluentes e de efeito estufa, bem como a dependência de recursos não renováveis.

Motor elétrico

Um motor elétrico é um dispositivo eletromecânico que converte energia elétrica em energia mecânica, utilizando princípios do eletromagnetismo. Esses motores são amplamente utilizados em diversas aplicações, desde pequenos eletrodomésticos até veículos elétricos e máquinas industriais.

A operação básica de um motor elétrico envolve a interação entre campos magnéticos gerados por correntes elétricas. Um motor elétrico normalmente consiste em duas partes principais: o estator e o rotor . O estator é a parte estacionária do motor que contém bobinas de fio enroladas em torno de um núcleo ferromagnético. O rotor é a parte móvel do motor e geralmente é composto por um eixo e um conjunto de bobinas ou ímãs.

Quando uma corrente elétrica é aplicada ao estator, um campo magnético rotativo é criado ao redor das bobinas. Este campo magnético interage com o campo magnético produzido pelo rotor, o que gera um torque. A direção e a intensidade da corrente elétrica aplicada ao estator podem ser controladas para modificar a velocidade e a direção de rotação do motor.

Os motores elétricos são amplamente apreciados pela sua eficiência energética, convertendo uma elevada proporção de energia elétrica em energia mecânica útil. Além disso, são mais limpos em termos de emissões, pois não produzem gases de escape como os motores de combustão interna. São também mais silenciosos e exigem menos manutenção que os motores de combustão interna, pois possuem menos peças móveis sujeitas a desgaste. E outra vantagem é que são capazes de reverter o seu funcionamento, gerando energia elétrica a partir de energia mecânica (efeito de travagem que devolve energia às baterias).

Em termos de aplicações, os motores elétricos são utilizados numa ampla gama de dispositivos e sistemas, incluindo ventiladores, bombas, compressores, elevadores, veículos elétricos, combóios de alta velocidade, aviões elétricos, robôs industriais e muito mais. A sua versatilidade, eficiência e limpeza fazem deles uma escolha popular na indústria moderna, especialmente no contexto da procura de alternativas mais sustentáveis ​​e amigas do ambiente.

Motores híbridos

Um motor híbrido é um sistema de propulsão que combina duas ou mais fontes de energia diferentes para alimentar um veículo, normalmente um motor de combustão interna (ICE) e um ou mais motores elétricos. Este tipo de sistema foi concebido com o objetivo de aproveitar as vantagens de cada tecnologia para maximizar a eficiência energética e reduzir as emissões poluentes.

Num motor híbrido, o motor de combustão interna pode funcionar com diversos tipos de combustíveis, como gasolina, diesel, etanol ou gás natural. Por outro lado, o motor elétrico é alimentado por uma bateria recarregável que pode ser carregada através de travagem regenerativa ou conectando-a a uma fonte de energia externa, como uma tomada elétrica.

A operação de um motor híbrido pode variar dependendo do seu projeto específico, mas geralmente vários modos de operação podem ser distinguidos:

• Modo de operação somente motor de combustão interna: O veículo é movido exclusivamente pelo motor de combustão interna, enquanto o motor elétrico permanece ocioso ou em estado de apoio mínimo.

• Modo de funcionamento apenas motor elétrico: O veículo é movido exclusivamente pelo motor elétrico, enquanto o motor de combustão interna permanece desligado.

• Modo combinado: Os motores elétricos e de combustão interna trabalham juntos para fornecer energia e impulsionar o veículo. Este modo é normalmente usado em situações com maiores exigências de potência, como durante acelerações intensas ou ao viajar em velocidades mais altas.

A gestão inteligente de energia é uma característica fundamental dos sistemas híbridos, uma vez que o controlo eletrónico decide dinamicamente quando e como utilizar cada fonte de energia para maximizar a eficiência e minimizar as emissões. Isto pode incluir a seleção automática do modo de operação mais adequado com base nas condições de condução, carga da bateria e preferências do condutor.

Conclusão

Enquanto os motores de combustão interna dependem de combustíveis fósseis e produzem emissões poluentes, os motores elétricos são mais limpos e eficientes ao utilizarem a eletricidade como fonte de energia . Os motores híbridos procuram combinar o melhor dos dois mundos, oferecendo uma alternativa que reduz as emissões e melhora a eficiência sem sacrificar a conveniência e a autonomia dos veículos de combustão interna.