Ferrari patenteia motor de combustão “de pernas para o ar” para usar hidrogênio

Vocês conhecem a expressão “virar o bico ao prego”? Foi mais ou menos isso que os engenheiros da Ferrari acabaram de registrar em forma de patente: uma saída para contornar limitações aerodinâmicas criadas pelo posicionamento de motores a combustão.

E como eles fizeram isso? Virando o conjunto literalmente ao contrário - ou, se preferirem seguir no terreno das frases feitas, colocando o motor “de pernas para o ar”. Claro que não foi tão simples assim…

Do ponto de vista conceitual, deixar um motor “de pernas para o ar” não é questão de força: não é disso que se trata. É um exercício de engenharia de alto nível. Afinal, por algum motivo, motores a combustão vêm sendo construídos (mais ou menos) do mesmo jeito há mais de um século.

Então, em vez de ficar só nas expressões populares, vale destrinchar os detalhes e as possíveis vantagens dessa tecnologia recém-patenteada. Para quem curte engenharia sem firula, o registro da patente tem tudo isso descrito.

Afinal, qual era o problema?

Não dá para resumir em um único ponto: são vários problemas ao mesmo tempo. Parece até conversa sobre relacionamento amoroso, mas é quase isso na prática. Dentro da Ferrari existe uma relação de “amor ódio” com as metas de emissões.

De um lado, a pressão é enorme para reduzir emissões de forma drástica. Do outro, há uma vontade real de continuar desenvolvendo soluções que evitem que o grito das nobres mecânicas italianas se apague de vez.

Somado a isso, a marca ainda precisa sustentar a ideia de que motores a combustão podem entregar vantagens que os elétricos não entregam.

Ou seja: desafios acumulados. O velho motor a combustão tem que aprender truques novos - e isso se faz colocando uma equipe muito motivada para trabalhar e despejando recursos no desenvolvimento. Dois ingredientes que, ao que tudo indica, não faltam em Maranello.

A solução da Ferrari

Basta olhar o registro de patente da Ferrari para entender o impacto: a quantidade de ideias descritas ali é tanta que quase viraria um livro. Mas dá para focar no que é central.

Na prática, a proposta é um superesportivo com motor a combustão em posição central-traseira e um motor elétrico no eixo dianteiro. Sobre o conjunto elétrico, o documento não entra em muitos detalhes; já sobre o motor a combustão, acontece o oposto. É nele que vamos nos concentrar a seguir.

O projeto descreve um motor a combustão sobrealimentado, com uma arquitetura pouco comum para a Ferrari: seis cilindros em linha. Até aí, nada necessariamente revolucionário. O choque vem quando aparecem os detalhes: está tudo “de pernas para o ar”, com o virabrequim na parte superior e a cabeça do motor na parte inferior (ver imagem em destaque).

Para a Ferrari, essa inversão atende a dois objetivos bem práticos. O primeiro é extrair a máxima eficiência do combustível previsto para esse motor: hidrogênio. O comportamento do hidrogênio dentro da câmara de combustão é bem diferente do da gasolina, o que abre espaço para abordagens novas.

O segundo objetivo é de empacotamento: ao colocar a parte mais volumosa do motor na parte superior (ou seja, o bloco), aumenta-se o espaço disponível para instalar a transmissão - especialmente para posicioná-la de um jeito menos recuado.

Parece fácil, mas não é

O problema de uma solução “invertida” é que ela também cria novos desafios para a equipe de engenharia, especialmente quando o assunto é a sobrealimentação do motor a combustão.

E sim, a sobrealimentação está prevista: a Ferrari descreve três formas de fazer isso.

A primeira é com turbos elétricos. Em vez de depender apenas do reaproveitamento da energia dos gases de escape para comprimir o ar de admissão, essa tarefa passa a ser feita por um motor elétrico associado a uma turbina que comprime o ar. E de onde viria essa energia? Da regeneração na frenagem proporcionada pelo motor elétrico dianteiro.

A segunda alternativa muda o posicionamento dos turbos, mas mantém o acionamento da sobrealimentação por motores elétricos.

A terceira via talvez seja a mais interessante: um sistema do tipo MGU-H, essencialmente o mesmo conceito usado na Fórmula 1.

Nesse caso, o turbo é ligado a um gerador elétrico, convertendo a energia cinética dos gases de escape em energia elétrica.

Depois de tudo isso, ainda entram na conta o arrefecimento do motor e a lubrificação dos componentes. Naturalmente, a Ferrari também considera esses aspectos - assim como o acesso mecânico aos sistemas.

Este motor vai ver a luz do dia?

A verdade é que não dá para saber. Ainda assim, é revigorante ver que o motor a combustão, mesmo velho conhecido, continua com alguns truques na manga - embora, como deu para perceber, neste caso ele já precise do “Viagra” da eletrificação.