CHAVEIROTECH: Motor a Ar Comprimido

TECNOLOGIA DOS MOTORES MOVIDO A AR

(Sim, ele já existe)

Guy Nègre

Guy Nègre, um antigo engenheiro em aeronáutica e em fórmula 1, passou 30 anos para construir motores cada vez mais rápidos para competições e considera que “nos encontramos no final da era do petróleo e, por isso, temos de encontrar outras soluções.

Começou a trabalhar no motor a ar nos primórdios de 1993.Diferente de um motor elétrico, do qual um dos maiores problemas é o tempo de abastecimento, o motor de Ar-comprimido pode ser abastecido com o custo de menos de R$ 4,00 para percorrer entre 200/300km.

Se não tiver um posto por perto não tem problemas, como alternativa, o carro tem um pequeno compressor a bordo que permite recarregar entre 3 e 4 horas conectado a rede elétrica.

Devido a ausência de combustão e resíduos, a troca de óleo (1 litro de óleo vegetal) ocorre a cada 50.000km.

A temperatura do ar purificado que sai do escape está entre 0ºC e – 30ºC. Permitindo assim a utilização para o próprio ar condicionado do carro.

Também diferente do motor elétrico, motores de ar-comprimido tem uma vida útil muito maior, e não irão poluir o ambiente como as baterias fazem quando descartadas, e podem até serem reciclados.

Principais características

Como o veículo de Nègre não tem combustão, não existe a poluição. O ar da atmosfera que é utilizado, previamente filtrado, se mistura com o ar comprimido no cilindro; isto significa que o processo purifica 90 m3 de ar atmosférico por dia. No primeiro protótipo finalizado, a autonomia revelou-se duas vezes superior à autonomia do carro elétrico mais sofisticado (entre 200 e 300 km, ou 10 horas de funcionamento). Este é um dado muito importante, porque 80% dos motoristas conduzem menos de 60 km ao dia.

A previsão de Guy Nègre é a de que, quando o mercado se expandir, os postos de abastecimento serão adaptados para vender o ar comprimido. O carro se carrega em apenas três minutos com um custo de, aproximadamente, R$ 6,00 (seis Reais) para percorrer entre 250 e 300 km.

Como alternativa, o carro tem um pequeno compressor à bordo que permite ser recarregado ao ser conectado à rede elétrica, num tempo que varia entre 3 e 4 horas. Devido a ausência de combustão e de resíduos, a troca de óleo (1 litro de óleo vegetal) ocorre a cada 50.000 km.

O ciclo do motor MDI

“Um motor revolucionário tem de ser acompanhado por um carro revolucionário. Outras marcas somente adaptaram novas tecnologias a carros tradicionais, porém o nosso MDI é único e, sem dúvida será o carro do futuro” , sentencia Nègre.

O motor MDI tem um sistema inovador muito importante: uma biela articulada. Esta técnica permite que, quando o pistão alcança o final de seu ciclo, a expansão se produz num volume constante. Esta patente poderá ser aplicada a motores de combustão convencionais.

As três fases do seu funcionamento são:

a) Fase de compressão: no motor o ar atmosférico é comprimido até uma pressão de 20 bars com o pistão e fica transformado em ar quente de 400 ºC;

b) Fase de injeção de ar: assim que o pistão para, o ar comprimido dos cilindros é injetado no espaço do motor onde está o ar quente; e,

c) Fase de expansão: o ar é injetado criando uma maior pressão e fazendo a ativação do motor. A técnica é tão simples quanto o ovo de Colombo: o primeiro pistão absorve e comprime o ar atmosférico. O ar se desloca para a câmera esférica onde é injetado com alta pressão pelos cilindros. A expansão da mistura do ar atmosférico mais o ar comprimido move o pistão que gera a energia do veiculo.

Zero Poluição

O ar purificado que sai do cano de escapamento registra uma temperatura entre 0ºC e 30ºC negativos permitindo, assim, a sua utilização para o próprio sistema de ar condicionado do carro.

Graças a este particular sistema, o motor MDI está aberto a diferentes aplicações, permitindo o seu uso fora da industria automobilística. Já foi testado com sucesso em barcos, mas a sua capacidade tem potencial para muitas outras aplicações.

O motor MDI é ideal para o armazenamento de energia gerada por sistemas de “Zero Poluição”, como sistemas solares, eólicos e, também, sistemas hidroelétricos. Até o momento o armazenamento de energia depende de baterias o que torna o sistema bastante problemático. O sistema MDI, representa, nesse sentido, um grande avanço por se transformar num sistema muito eficiente de armazenamento e transformação de energia.

O carro deve a sua autonomia aos tanques de ar comprimido que têm uma capacidade de 90 m3 a 300 bars. O ar que sai do cano de escapamento é ainda mais limpo do que aquele que entrou, pois é filtrado na hora da compressão. O sistema de ar-condicionado está baseado na reciclagem do ar, como o ar sai gelado aproveita-se no ar-condicionado, economizando muito em peças, recarga de gás e outros. Tornando-o em um verdadeiro carro ecológicamente correto.

O carro é simples e ligeiro. Sua estrutura externa é feita de fibra de vidro, como nos carros mais modernos (Renault Espace), ao contrário dos carros habituais que são metálicos. O chassi é tubular, como nos carros de corrida e nas motos; com isso se obtém rigidez máxima e redução de peso. Por outro lado, as peças não estão soldadas e sim coladas, como na tecnologia aeroespacial, reduzindo significativamente o tempo de montagem.

Sistema computadorizado

O veículo não tem os habituais contadores de velocidade analógicos; em seu lugar dispõe de um pequeno computador que repassa as informações permanentemente. O sistema permite efetuar adaptações para sistemas de telefonia celular e de posicionamento por satélite (GPS), ou de programas personalizados para frota de ônibus, por exemplo, ou para pedágios, ou mesmo para os sistemas de segurança e automatização de funções.

Os cintos de segurança têm uma grande diferença em relação a modelos existentes: os pontos de fixação estão integrados no piso. Em caso de acidentes, os passageiros e o motorista ficam absolutamente firmes e protegidos nos bancos. O sistema elétrico do automóvel é sumamente avançado.

Guy Nègre patenteou um sistema elétrico que reduziu toda a fiação para um único cabo. O truque é um sistema com transmissão de dados pelo cabo que indica, via computador, as funções elétricas a serem ativadas ou desligadas. Por exemplo, faróis, pisca-pisca, alerta, etc. Com esta técnica se reduz em 20 kg o peso do sistema, sendo a sua manutenção bastante simples. Esta inovação também foi adaptada para a segurança e o funcionamento do carro que é ativado mediante uma chave elétrica digital.

Já existem quatro modelos em produção: um táxi, inspirado nos clássicos ingleses está em circulação experimental em Londres; ele possui diversas vantagens para os passageiros e para motorista em relação a conforto, economia e ergonomia. Uma Van e uma Pick-up foram desenvolvidas para simplificar o trabalho de várias profissões urbanas, rurais ou industriais. Finalmente, existe um modelo familiar, bastante espaçoso e com configurações diferentes, que oferece diversas opções. O preço previsto para o consumidor final é de dezoito mil Reais.

Isso se chegar a vender no Brasil!

Di Pietro

Outro conceito que temos é o do motor Di Pietro, baseado em um pistão rotativo. Diferentes dos atuais motores rotativos, este motor utiliza um sistema de pistão simples rotativo (eixo condutor), que gira, sem qualquer atrito dentro de um estator cilíndrico. O espaço entre o estator e o rotor é dividido, por divisores de fluxo, em 6 câmaras de expansão. Estes divisores acompanham o movimento do eixo condutor que gira em torno da parede do estator.

A guia do eixo cilíndrico é forçada pela pressão do ar na sua parede exterior e movese excentricamente, conduzindo o eixo do motor entre dois elementos de rolamento montados neste eixo. O movimento de rolamento do eixo condutor no interior do estator é amortecido por um filme de ar. O tempo de exaustão é regido por pequenas fendas localizadas junto ao eixo de saída que gira com a mesma velocidade do motor.

A variação dos parâmetros de desempenho do motor é obtida pela variação do tempo de admissão do ar: um longo período de admissão do ar permite maior fluxo deste na câmara e, portanto, resulta em mais de torque. Um período mais curto de admissão irá limitar o fornecimento do ar na câmara de expansão permitindo a execução de trabalhos com maior eficiência. Desta forma, o consumo do ar comprimido (energia) pode ser trocado por maior torque e potência em função dos requisitos da aplicação.

A velocidade e torque são simplesmente controlados por estrangulamento da quantidade ou da pressão de ar no motor. Este sistema oferece um torque instantâneo a zero RPM e pode ser controlado com precisão refletindo em partidas suaves e controle de aceleração.

Ar-comprimido no motor reduz consumo de combustível à metade.

Os veículos híbridos e elétricos capturam a energia dos freios, transformando-a em energia elétrica, que é utilizada para recarregar as baterias.

Per Tunestal, engenheiro da Universidade de Lund, na Suécia, diz ter uma ideia melhor.

Segundo ele, seria melhor usar a energia das frenagens para comprimir ar dentro de um pequeno cilindro.

Esse ar pode ser então usado para ajudar a empurrar os pistões do motor, em um conceito conhecido como motor híbrido a ar, ou híbrido pneumático.

Quando há ar disponível no reservatório, o motor passa a funcionar no chamado "modo compressor", em que a explosão do combustível é substituída pelo ar-comprimido.

O veículo usa ar comprimido para empurrar os pistões que resultam em um sistema biela especial para transmitir movimento às rodas.

Como não é um motor de combustão, nunca chega a mais de 30°C. Podemos tocar a mão, mesmo após uma hora de funcionamento. Ele permite a construção de quase inteiramente de alumínio, apenas 28 quilos (motor) para o modelo geral (4 cilindros).

A troca de óleo só é necessária a cada 50 mil km rodados, e só é necessário 1 litro de óleo vegetal.

Os carros são equipados com um duplo fundo que estão dispostos em um ou mais cilindros projetados para acomodar cerca de 230 litros de ar comprimido a 350 bar. É 150 vezes a pressão dos pneus! Os tanques são colocados no sentido da largura e são feitos de fibra de carbono no revestimento de plástico. A fibra de carbono oferece segurança total. Em um único acidente, ele pode rasgar sem consequências. Nenhuma explosão!

As saídas de ar purificado, filtrado e, consequentemente, mais limpo do que o ar da rua, e em uma temperatura de -20 ° C. É, portanto, aproveitado para ar-condicionado grátis! Para o aquecimento, um dispositivo é fornecido.

Existem três maneiras de encher os tanques de ar comprimido:

Ou você usar o compressor do sistema incorporado dentro do veículo. E o enchimento é feito em aproximadamente quatro horas, conectado a uma tomada elétrica padrão, vai lhe custar bem pouco.

Ou você usa qualquer compressor de ar existente em qualquer posto , loja de pneus. Bastam apenas três minutos.

No futuro, as turbinas eólicas erguidas ao longo de rodovias ou portos em rios poderiam entregar ar comprimido diretamente, ignorando a produção de eletricidade. Mais eficiente, mais ecológico!

A chave de ignição é substituído por um cartão tipo cartão de crédito. Ele é detectado, mesmo se ele ainda está no bolso do motorista.

Nem todas essas possibilidades estarão incluídos no primeiro modelo, o AirPod.

Quais as Vantagens do Carro Movido a Ar?

- No carro movido a Ar-Comprimido, sabe o que sai do "escapamento"? Apenas Ar!!!

- Pode ser abastecido no mesmo tempo em que se prepara um miojo (3 minutos) com o custo bem baixo para percorrer entre 200/300km. Mas e se não tiver um posto por perto? Não tem problemas, como alternativa, o carro tem um pequeno compressor a bordo que permite recarregar entre 3 e 4 horas conectado a rede elétrica.

- Reduz os custos da produção de veículos em 20%; por não ser necessário a instalação de um tanque de combustível, sistema de refrigeração e silenciadores;

- Devido a ausência de combustão e resíduos, a troca de óleo (1 litro de óleo vegetal) ocorre a cada 50.000 km.

- A temperatura do ar purificado que sai do escape está entre 0ºC e – 20ºC. Permitindo assim a utilização para o próprio ar-condicionado do carro.

- Também diferente do motor elétrico, motores de ar-comprimido tem uma vida útil muito maior, e não irão poluir o ambiente como as baterias fazem quando descartadas, e podem até serem reciclados.

- O “tanque de combustível”, um cilindro, é feito de fibra de carbono, e, como o Ar não é inflamável, não tem perigo de explodir.

- Acabaria com o problema de poluição nas grandes cidades.

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