Três investigadores da Escola de Engenharia da Universidade do Minho (UMinho), com o apoio de um empresário dos EUA, patenteiam “um motor capaz de obter rendimentos muito elevados, no qual o movimento do pistão é livre e aproveita extensivamente a energia que é perdida em motores convencionais”, indica comunicado da UMinho.
O projeto do motor encontra-se entre os 200 trabalhos apresentados ao concurso de inovação “Create the Future Design Contest”, lançado pela revista “NASA Tech Briefs”. A votação decorre até 9 de setembro em ‘Hyper4 High Efficiency Engine’.
O projeto teve origem nas redes sociais, esclarece Jorge Martins, investigador envolvido no desenvolvimento do motor: “Vimos a ideia inicial de Bernie num grupo do Linkedin, trocámos impressões e daí, juntámo-nos ao projeto, introduzindo vários melhoramentos”.
Dos contatos com o empresário americano Bernie Bon, a equipa de investigadores da UMinho, composta por Jorge Martins e Francisco Brito do Departamento de Engenharia Mecânica e Tiago Costa, doutorando do programa “Líderes para as Indústrias Tecnológicas” do MIT-Portugal, procederam à investigação e à introdução de novos conceitos no funcionamento do motor.
O novo motor ‘Hyper4 High Efficiency Engine’ possui as características de ser leve e compacto, com um desenho de um ciclo termodinâmico sobre-expandido. “A maior eficiência está em redirecionar a energia desperdiçada num motor convencional, tanto em gases quentes de escape como no arrefecimento do radiador”, esclarecem os investigadores.
Estudos que Jorge Martins já vinha a desenvolver há 15 anos permitiu aliar ao motor “várias estratégias de aumento de rendimento: como combustão a volume constante; taxa de compressão variável; sobre-expansão e regeneração interna”. Estas estratégias de inovação foram possíveis dado que “o sistema transfere energia mecânica para a caixa de velocidades (nos motores comuns, isto é feito pela cambota).
“Trata-se de um sistema de cames que possibilita o movimento alternativo dos pistões no interior dos cilindros. Isso faz com que os quatro tempos do ciclo termodinâmico de Otto (admissão, compressão, expansão e escape) deixem de ser constantes e adotem a extensão necessária de modo a otimizar a conversão de energia térmica em mecânica”, esclarece Jorge Martins.
“O movimento do pistão é configurável, logo dá para extrair uma maior percentagem da energia do combustível”, realça Francisco Brito. Uma condição que não é possível aplicar num motor comum, dado que possui um vaivém fixo do pistão.
“A sobre-expansão leva a que a fase da expansão dos gases de combustão seja maior do que a fase de admissão de combustível, o que contribui para reduzir a temperatura, a pressão e o ruído”, esclarecem os investigadores, mas por outro lado, “a combustão em volume constante (o pistão pode até parar, algo impossível nos motores comuns) e a variação da taxa de compressão aumentam o rendimento do ciclo do motor”.
“A ideia é ter altas eficiências em todos os regimes, graças à taxa de compressão e abertura de válvula variáveis”, esclarece Francisco Brito.
Os investigadores consideram que irá ser comprovada, em protótipo, a eficiência do motor e que o mesmo poderá vir a integrar o ramo automóvel ou a ser utilizado em outras aplicações estacionárias como geradores, cortadores de relva ou drones.
Até ao momento a equipa da UMinho pode contar com dois investidores americanos que apoiaram a divulgação do conceito em conferências e suportaram o registo da patente nos EUA e um terceiro investidor que “deve financiar em breve a produção do primeiro protótipo”.
