Ford registra patente de motor de combustão interna a hidrogênio

A Ford também parece estar investigando a possibilidade de um futuro motor de combustão interna que use hidrogênio como combustível. Isso fica claro na patente registrada pela marca da oval azul no Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos.

Com isso, a Ford entra na mesma conversa de Toyota, Yamaha e também Renault, que já adiantou um protótipo com motor de combustão a hidrogênio.

Vale esclarecer que estamos falando de um motor de combustão interna a hidrogênio, com funcionamento semelhante ao de um motor a gasolina, e não de uma célula de combustível a hidrogênio usada em veículos elétricos como o Toyota Mirai.

Também é importante destacar que essa patente não trata de um motor específico que a Ford já tenha em desenvolvimento. O foco está no próprio sistema de combustão e no controle da mistura ar-combustível, algo que poderia ser aplicado em vários motores.

Em vez de seguir o caminho que já vimos na Toyota - que adaptou o motor do GR Yaris para operar com hidrogênio e até colocou esse conjunto à prova em um Corolla de competição - a Ford, de acordo com este registro, parece estar em uma etapa mais inicial.

A patente da Ford se concentra no método de combustão de um motor turbocomprimido capaz de funcionar em uma faixa ampla de misturas ar-combustível.

λ ≥ 2

Para entender melhor o que a Ford mostra em sua patente, é preciso falar sobre a equivalência entre a relação ar-combustível real e a relação ideal, ou estequiométrica, de uma mistura, representada pela letra grega λ (lambda).

A relação ideal, ou estequiométrica, em um motor a gasolina é de 14,7 partes de ar para uma parte de combustível, o que corresponde a λ = 1. No entanto, essa proporção nem sempre permanece fixa, já que pode variar conforme as condições ambientais ou o próprio funcionamento do motor.

Assim, podemos chegar a um valor menor que 1 (λ < 1), quando há menos ar do que o ideal; nesse caso, a mistura fica mais rica, exige mais combustível e ajuda a gerar mais potência. Quando ocorre o contrário (λ > 1), há excesso de ar e a mistura fica pobre, o que favorece o consumo.

No caso de um motor de combustão a hidrogênio, λ = 1, ou seja, a razão estequiométrica, equivale a 34 partes de ar para uma parte de combustível.

Segundo o que a patente da Ford mostra para um motor a hidrogênio, esse sistema permite valores iguais ou superiores a dois (λ ≥ 2), o dobro da razão estequiométrica. Isso indica que o motor pode funcionar com misturas muito pobres, de 68 partes de ar para uma de hidrogênio.

Isso só se torna possível porque a combustão do hidrogênio é extremamente rápida na razão estequiométrica, bem mais rápida do que a da gasolina. Com essa mistura muito pobre, a velocidade da combustão pode ser reduzida.

A solução da Ford usa injeção direta para introduzir o hidrogênio na câmara de combustão, o que permite controlar de forma independente tanto a quantidade de combustível quanto a de ar. Depois, a marca recorre à EGR e ao comando variável das válvulas para alterar o valor de λ de “1” para “2” ou até acima disso, conforme a necessidade.

Uso futuro em um híbrido Ford a hidrogênio?

A patente da Ford também indica que esse motor de combustão a hidrogênio pode fazer parte de um conjunto motriz híbrido.

No desenho da patente, aparece um motor-gerador elétrico posicionado entre o motor de combustão e a transmissão, e a Ford descreve que esse conjunto poderia ser usado em um híbrido paralelo, em série ou em um híbrido série-paralelo.

O fato de existir uma patente não significa que essa solução vá, de fato, ver a “luz do dia”. Na indústria automotiva, é prática comum registrar patentes de praticamente tudo: de nomes a soluções tecnológicas avançadas, mas nem todas acabam encontrando aplicação prática.

Fonte: Muscle Car and Trucks