Como Funcionam Os Carros Híbridos?

De maneira bem resumida, para quem se pergunta o que é carro híbrido, eles são veículos abastecidos por dois motores: um a combustão e outro elétrico. A sua chegada ao mercado é ideal para quem busca maior economia de combustível e/ou alternativas para uma melhor preservação ambiental.

Eles não são novidade no mercado, mas só agora estão em alta. O Ford Fusion Hybrid foi o primeiro carro híbrido a ser vendido no Brasil, em 2012. Hoje, é possível encontrar por aqui mais de dez modelos que adotam essa tecnologia.

Mas é só isso? Não! Esses modelos têm ficado a cada ano mais populares e o principal motivo é a possibilidade de economizar o máximo possível de combustível.

Muitos imaginam que o primeiro modelo híbrido foi o Toyota Prius, mas a realidade é bem diferente (e bem mais antiga).

Existem algumas versões sobre qual foi realmente o primeiro, mas todas datam de uma época quando os próprios carros convencionais ainda estavam se popularizando.

A mais antiga é de 1896, quando surgiu o modelo Armstrong Phaeton. Ele foi feito a partir de uma encomenda da Roger Mechanical Carriage Company ao engenheiro elétrico Harry E. Dey, que ainda teve que recorrer a uma terceira empresa, a Armstrong Electric, para criar o primeiro protótipo.

Apesar de parecer uma charrete com volante, o Armstrong Phaeton foi uma das maiores inovações da indústria automotiva, especialmente para sua época.

Com um motor a gasolina de 6,5 litros e 2 cilindros e outro propulsor elétrico, o híbrido podia rodar apenas com um dos dois.

Ele também tinha uma bateria que era recarregada por um dínamo nos freios (pensou nos modernos carros de F1 e seu sistema KERS?), além de uma ignição que usava a energia acumulada da bateria, eliminando a necessidade de uma alavanca para dar a partida.

Voltando aos tempos modernos, é claro que o Prius tem uma parte importante na história dos híbridos, pois foi o primeiro modelo a ser produzido em massa.

Lançado pela Toyota no Japão em 1997, ele chegou aos outros mercados em 2001. Desde então várias gerações já foram lançadas, e o Prius segue como o modelo mais popular e mais vendido entre os híbridos.

Como funcionam os motores do carro híbrido?

O carro híbrido funciona com dois propulsores e duas fontes de energia/força — diferente dos modelos convencionais. Por isso ele é equipado com um motor a combustão e outro elétrico. Mas qual a utilidade e como eles funcionam juntos?

Cada motor tem a sua própria função. O elétrico atua sobre as rodas do veículo com o objetivo de movimentá-lo. Essa ação é perceptível ao ligar o carro , acelerar e o silêncio sob o capô se manter.

Já o motor a combustão tem como função manter o veículo em movimento e – às vezes – gerar energia ao propulsor elétrico. Além disso, quando o carro é extremamente exigido – em alta velocidade ou grandes ladeiras – ele também entra em ação.

O objetivo principal dessa mistura é combinar as principais características positivas de cada um.

Quando falamos de modelos convencionais, com motor a combustão, vemos que sua principal função é gerar o melhor desempenho possível.

Eles ainda contam com uma boa autonomia, o que significa que podem rodar grandes distâncias sem ter que abastecer novamente.

Por outro lado, conforme a potência aumenta, o consumo aumenta também e mais poluentes são lançados no ar.

Um motor elétrico, por outro lado, não emite nenhum poluente, e tem um custo por km rodado muito mais baixo.

Só que isso também tem seu lado negativo, pois esses modelos costumam ter uma autonomia baixa, e ainda demoram mais para voltar a rodar, pois recarregá-lo obviamente demora mais do que parar para abastecer um modelo convencional.

É aí que entra o principal ponto positivo de um carro híbrido: ele combina a boa autonomia e potência do motor a combustão, com a menor emissão de poluentes e economia do propulsor elétrico.

A força que um carro híbrido pode atingir é uma estimativa feita a partir do funcionamento no qual os motores trabalhariam em um modo de máxima eficiência.

Tomando como exemplo o novo Corolla: ele conta conta um motor elétrico de 72 cv outro a combustão flex 1.8 de quatro cilindros, 98 cv e 14,5 kgfm. Juntos, são capazes de gerar 122 cv. O valor resultante é 48 cv menor do que a soma total das duas potências.

Três tipos de híbridos

Os carros híbridos englobam três classificações: em série, paralelo e mistos. Essa diferenciação diz respeito ao quanto de cada motor é utilizado na movimentação do veículo.

Híbrido em série

Nesse tipo de funcionamento, os motores atuam ligados em sequência, ou em série, sendo que a saída de um alimenta a entrada do outro.

Normalmente é o motor a combustão que alimenta o motor elétrico, sendo que apenas esse último atua sobre as rodas, deixando o primeiro apenas para gerar eletricidade.

Exemplos de modelos desse tipo: Chevrolet Volt e o Opel Ampera.

Híbrido em paralelo

Aqui os dois propulsores são usados para gerar a força necessária, mas apenas um deles atua, sendo que o outro o auxilia para melhorar seu desempenho.

Exemplos de modelos desse tipo: carros da Honda, como Civic Hybrid e Insight.

Híbrido misto, ou combinado

Sistema mais comum entre os modelos híbridos, esse tipo de funcionamento usa os dois motores, de forma separada ou simultaneamente, e os dois podem atuar sobre as rodas.

Se eles atuarem juntos, um se encarrega de fazer o carro andar, enquanto o outro gera a energia elétrica, tudo sendo definido instantaneamente por um computador.

O plug-in

Os híbridos do tipo plug-in tem como diferencial um plugue que permite a conexão do carro à tomada. Através de um cabo, é possível alimentar a bateria através de uma fonte de energia doméstica (ou de recarga rápida).

A vantagem sobre o full hybrid (ou híbrido total) está na bateria com maior capacidade – que pode armazenar e acumular mais energia. Além do motor a eletricidade mais forte. Deste modo, o carro consegue percorrer distâncias maiores utilizando apenas o motor elétrico, aponta o porta-voz da Toyota.

Outro ponto forte é o consumo de combustível: cai quase pela metade.

Vale ressaltar que “fora da tomada” ele é um híbrido como qualquer outro. A função do plug-in é apenas ser uma opção alternativa à recarga da bateria.

Ciclo de Atkinson X Otto

O ciclo Otto é comum aos carros que trabalham unicamente com motorização a combustão. Nesse sistema, pistões e bielas são conectados ao virabrequim, operando em um ciclo de quatro tempos. A cada ciclo completo (ou um giro total do virabrequim), há quatro movimentos separados nas fases de admissão, compressão, combustão e exaustão.

Já o chamado ciclo Atkinson, presente em carros híbridos, utiliza a mesma base do Otto e busca a eficiência máxima na queima do combustível. Porém, o primeiro gera menos torque e menos potência. A diferença está na primeira fase do ciclo.

No ciclo Otto, as válvulas de admissão se fecham quando o pistão atinge o fundo e, logo em seguida, inicia-se a fase de compressão. No ciclo Atkinson, as válvulas de admissão só se fecham após o pistão começar a subir novamente.

Assim, parte do combustível e do ar que foi levado retorna ao consumo. O motor é capaz de transferir mais energia da combustão do ar e combustível para o movimento do pistão, atrasando o início da compressão.

Para realizar a conversão de energia da gasolina ou do diesel queimado durante o movimento do pistão sem que haja desperdício, a pressão do cilindro e a temperatura no momento em que pistão atinge o fundo é menor do que a de motor convencional.

É bom entender qual a proposta dos modelos híbridos, o que vai permitir ao condutor aproveitar ao máximo as suas características.

Independentemente do tipo de sistema usado, o principal objetivo sempre é a economia. Isso é visto, por exemplo, no tamanho do motor a combustão geralmente usado, menor do que em outros modelos convencionais de mesmo porte, e também no seu ciclo de funcionamento.

O motor elétrico também tem características importantes que contribuem para isso, como a frenagem regenerativa.

Toda vez que o freio é acionado, ou mesmo quando o acelerador é aliviado, o motor elétrico funciona num modo reverso, mandando energia de volta para as baterias.

A aerodinâmica do carro e o uso de pneus com menor resistência também fazem o consumo cair consideravelmente.

Mas tudo isso não terá o efeito desejado se o modo de condução não for apropriado. Como a proposta é a economia de combustível, nada de acelerações bruscas sem necessidade.

O modo totalmente elétrico desses modelos também funciona até uma certa velocidade (por volta 40 ou 50 km/h). Se for possível ficar dentro dela, principalmente em trajetos curtos, a economia será maior.

Um cuidado que todo motorista deve ter quando dirige um modelo híbrido, e que todas as montadoras alertam, é exatamente o fato de que em modo elétrico ele não faz nenhum barulho.

Por isso é preciso dirigir com a atenção redobrada, pois pedestres e ciclistas não vão ouvir o carro se aproximando.

E quais são as desvantagens do carro híbrido?

As desvantagens dos modelos híbridos estão ligadas ao valor de seus componentes (como as baterias), de sua manutenção e ao preço do carro em si.

Além disso, o desempenho destes modelos obviamente ficará abaixo dos convencionais. O que contribui para isso, além de sua proposta voltada para a economia de combustível, é o peso final maior, já que mais componentes são necessários em sua construção.

Quando falamos sobre o cenário do carro híbrido em nosso país, ainda pesa muito o fato de que o governo não dá tantos incentivos para a sua compra.

Isso pode mudar em breve, já que em janeiro desse ano foi anunciada a possibilidade de diminuição da alíquota de IPI para carro híbrido e elétrico, que cairia de 25% para 7% (o mesmo dos modelos 1.0).

Por que comprar um carro híbrido?

Apesar do preço elevado dos carros híbridos no Brasil – podem ser até R$ 100 mil mais caros que os equivalentes convencionais, a economia é sentida no bolso ao abastecer. Por usar energia elétrica para tracionar as rodas, o consumo de combustível cai de forma significativa.

Outro ponto que chama atenção é a durabilidade do veículo. Edson explica que os híbridos têm menos componentes que um veículo normal. Eles não usam motor de partida, embreagem e nem alternador, por exemplo. Tendo menos peças, consequentemente o custo da manutenção no pós-venda é menor.

Além disso, é sustentável. Por utilizar energia elétrica, as emissões de gás carbônico pelo motor são mais baixas.

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