Dedicated Hybrid Engine (DHE) da Aramco: híbrido mais eficiente e mais barato

Durante muito tempo, o debate sobre para onde caminha o automóvel pareceu resumir-se a uma dicotomia simples: motores de combustão versus elétricos. Só que o cenário real está a revelar-se bastante mais intrincado - e poucas empresas têm tanto interesse em manter o motor térmico relevante como a Aramco.

A coligação saudita do petróleo - Saudi Aramco, no nome oficial - deu a conhecer um novo sistema híbrido que, segundo a própria, consegue ser mais eficiente, mais barato de fabricar e menos complicado do que as soluções híbridas atuais. A proposta chama-se Dedicated Hybrid Engine (DHE) e foi concebida nos centros de I&D da empresa nos Estados Unidos.

À primeira vista, poderia passar por “mais um” híbrido. No entanto, quando comparado com as arquiteturas hoje comuns, o caminho escolhido pela Aramco é claramente diferente.

Porque é que este híbrido é diferente?

Na maioria dos híbridos, a receita inclui um motor de combustão, um ou dois motores elétricos, uma transmissão e um diferencial para fazer chegar o binário às rodas. A Aramco preferiu contornar essa abordagem.

O sistema usa dois conjuntos de divisão de potência (power-split) - um por cada roda dianteira - que juntam engrenagens planetárias, motores elétricos e geradores. Com esta arquitetura, torna-se possível dispensar uma caixa de velocidades tradicional e, inclusive, o diferencial.

Em teoria, isto traduz-se em menos peças, menos perdas mecânicas e numa maior probabilidade de manter o motor de combustão a trabalhar durante mais tempo na sua zona de melhor rendimento.

Não se trata de uma replicação direta do híbrido da Toyota, que recorre a um único conjunto planetário para gerir o fluxo de energia. Aqui, a Aramco escolheu uma solução simétrica, com um conjunto independente para cada semieixo dianteiro. É uma ideia mais exigente do ponto de vista conceptual, mas com potencial para ser mais eficiente e, ainda assim, reduzir o total de componentes.

É precisamente por esta via que a empresa afirma conseguir cortar cerca de 25% dos custos do sistema face a híbridos convencionais.

Como funciona?

O elemento central é um motor a gasolina de três cilindros e 1,6 litros, desenhado de raiz para operar num automóvel híbrido. E isso abriu espaço para uma decisão pouco habitual: em vez de acrescentar complexidade, simplificou-se o motor.

Este bloco utiliza apenas duas válvulas por cilindro e adopta uma solução rara atualmente: distribuição por varetas e balancins (pushrod, ainda presente em alguns V8 da General Motors). Ao contrário da maioria dos motores modernos, que usam árvores de cames na cabeça, aqui existe apenas uma árvore de cames instalada no bloco.

À primeira vista, soa a tecnologia datada - e, em parte, é. Ainda assim, traz benefícios claros: menos componentes, custos de produção mais baixos, menor ocupação de espaço e redução de perdas mecânicas.

As limitações também são conhecidas: maior dificuldade em trabalhar a regimes elevados e menos margem para refinar os tempos de abertura e fecho das válvulas. Contudo, num híbrido em que o motor térmico tende a operar a regimes mais constantes e perto do ponto de maior eficiência, essas desvantagens perdem peso.

O papel das máquinas elétricas

É nesta secção que a proposta se distingue verdadeiramente. Em vez de depender de transmissão convencional e diferencial, a Aramco utiliza duas máquinas elétricas - uma por cada roda dianteira - ligadas a dois conjuntos epicicloidais, semelhantes aos usados em alguns sistemas híbridos da Toyota.

Cada conjunto inclui um motor elétrico e um gerador. Consoante a situação, estas unidades podem mover o veículo, recuperar energia em desaceleração ou produzir eletricidade para recarregar a bateria.

No funcionamento real, o motor de combustão mantém ligação mecânica às rodas, mas sem necessidade de uma transmissão clássica. A distribuição de potência faz-se através destes conjuntos eletromecânicos, o que ajuda a manter o motor térmico quase sempre a operar na faixa mais eficiente.

Outra consequência é a eliminação do diferencial tradicional. Como cada roda dianteira tem o seu próprio conjunto elétrico, a diferença de velocidade entre rodas pode ser gerida eletronicamente, funcionando como um diferencial virtual. Isto também abre caminho a controlo de tração mais avançado e, potencialmente, a vetorização de binário.

O resultado é uma cadeia cinemática mais compacta, com menos peças e menos perdas energéticas. Segundo a Aramco, esta configuração permite baixar custos, facilitar a produção e subir a eficiência sem exigir baterias maiores ou motores elétricos mais potentes.

É realmente melhor?

Para já, é cedo para cravar uma conclusão, mas os valores divulgados pela Aramco são animadores. O motor terá alcançado uma eficiência térmica entre 41% e 42%, um nível muito elevado para um motor a gasolina e comparável aos melhores híbridos atualmente à venda. A empresa diz ainda que poderá conseguir uma redução de consumo até 35% quando comparada com motores convencionais.

Ainda assim, estes resultados foram atingidos em contexto de desenvolvimento, não em veículos de produção. E convém lembrar que alguns construtores já dispõem de híbridos muito eficientes - basta pensar em marcas como a Toyota ou a Honda, que vêm a aprimorar esta tecnologia há décadas.

O que falta para chegar à estrada?

Essa é, neste momento, a pergunta decisiva. A Aramco não é fabricante automóvel. O plano passa por licenciar a tecnologia ou encontrar parceiros com interesse em industrializá-la. Já existem protótipos em testes e a arquitetura foi pensada para escalar com facilidade, podendo dar origem a motores de dois, três, quatro ou seis cilindros.

Depois disso, o passo seguinte será persuadir um construtor a apostar numa solução totalmente nova.

Porque é que uma petrolífera está a desenvolver motores?

A explicação é simples. O modelo de negócio da Aramco depende, em grande parte, de que os combustíveis líquidos continuem a ser utilizados. Se o automóvel se tornar exclusivamente elétrico, a procura por gasolina e outros combustíveis acabará, inevitavelmente, por cair.

A estratégia da Aramco passa, por isso, por tornar os motores de combustão mais eficientes e mais compatíveis com um futuro de emissões mais baixas. A empresa também tem investido, por exemplo, em combustíveis sintéticos e em hidrogénio.

Além disso, a Aramco detém 10% da Horse Powertrain, empresa criada pela Renault e pela Geely para desenvolver motores térmicos e híbridos - uma ligação que pode ajudar a levar esta tecnologia do laboratório para a estrada.

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