Toyota, Mazda e Subaru buscam novas opções para motores a combustão

Toyota, Subaru e Mazda se juntaram em uma iniciativa para “reinventar” os motores a combustão. Cada uma das montadoras está desenvolvendo uma nova família de motores, que buscam ser mais eficientes e adotar uma gama maior de combustíveis para que, no futuro, não dependam exclusivamente de elétricos movidos a bateria.

Essa estratégia é sempre associada à Toyota. A montadora têm o histórico de pesquisar e desenvolver tecnologias alternativas — como o Mirai movido a hidrogênio — às baterias. Agora, a empresa se uniu às duas conterrâneas para compartilhar suas novas tecnologias. O movimento é comum entre as três companhias, uma vez que a Toyota é dona de uma porcentagem da Subaru e da Mazda.

Todos os motores revelados ainda estão em fase de protótipo, mas devem começar a ser comercializados em breve, uma vez que as leis de emissão ficarão mais rigorosas. O Euro 7, por exemplo, deve chegar às ruas na Europa já em 2028.

E-Boxer com sistema híbrido

Um detalhe interessante é que, apesar de totalmente novos, cada projeto apresentado respeita as origens das montadoras, principalmente no caso da Subaru e da Mazda.

“Se você busca apenas eficiência, os motores opostos horizontalmente nem sempre são a melhor opção. Mas o que seria da Subaru sem eles?”

Foi com essa frase que o CTO da Subaru, Tetsuo Fujinuki, começou a sua apresentação do novo motor e-Boxer. A montadora japonesa ficou famosa por seus motores boxer de cilindros opostos horizontalmente. Esse tipo de motor também foi usado há muito tempo pela Volkswagen e hoje também é marca registrada de modelos da Porsche, como o 911.

Porém, como o próprio Fujinuki admitiu, o maior problema desse motor é a sua baixa eficiência e a grande quantidade de gases que eles emitem. Em poucas palavras, é o famoso motor “beberrão”.

Para contornar esse problema, a Subaru uniu seu motor boxer de quatro cilindros a um sistema híbrido composto por dois motores elétricos gêmeos. O trunfo do e-Boxer é o funcionamento em série-paralelo, ou seja, os quatro cilindros atuam como um gerador de energia para carregar a bateria e também podem tracionar diretamente o carro, variando de acordo com a situação.

Desse modo, o funcionamento pleno do motor a combustão é reduzido, consequentemente diminuindo o consumo de combustível e a emissão de poluentes.

Outro detalhe é que, por se tratar de um motor fino, a Subaru conseguiu instalar a unidade de controle de força no cofre do motor. O mais comum é que ela fique próxima ao tanque de combustível, diminuindo sua capacidade. Com o novo arranjo, os modelos da Subaru poderão ter um reservatório maior e garantir mais autonomia.

A montadora também não abrirá mão de outra tradição: a tração integral. Nesse caso, quem tracionará o as rodas de trás será o motor elétrico, porém, como ele será instalado na parte dianteira — e não sobre o eixo traseiro como é mais comum nos híbridos — a Subaru usará um cardã, peça comum aos carros ICE com tração nas quatro rodas.

De acordo com a Subaru, a produção do e-Boxer começará em setembro, na sua nova fábrica em Kitamoto, no Japão.

Mazda e o novo motor rotativo híbrido “onívaro”

Outra montadora famosa por usar um tipo específico de motor é a Mazda, que desde a década de 1960 aposta em motores rotativos, também chamados de Wankel, em homenagem ao seu criador. Após um hiato, a empresa retomou a produção desse tipo de propulsor neste ano.

Para essa nova fase, a Mazda espera corrigir os defeitos que foram motivo do desaparecimento do modelo. Apesar de serem mais simples e leves — já que não tinham componentes como as válvulas e seus comandos —  se comparados aos motores a combustão tradicionais, os rotativos eram pouco eficientes e também emitiam muitos gases.

“O motor rotativo é o único motor a combustão da Mazda. No entanto, as suas características estruturais têm nos colocado repetidamente em posições difíceis em relação às regulamentações ambientais. No passado, ele até desapareceu do mercado. Mas agora sentimos que é hora de transformar essa singularidade em uma vantagem”, disse o CTO da montadora, Ichiro Hirose.

Batizado de Rotary EV System Concept, o novo sistema híbrido da Mazda terá duas versões: com um ou dois rotores e busca tirar o máximo proveito do tamanho compacto e baixo peso dos motores Wankel.

De tão pequena, a versão de um rotor (com montagem transversal) pode ser instalada até em compartimentos desenhados para carros elétricos, o que melhora a adaptabilidade dos projetos.

Com dois rotores, o motor se favorece de sua posição baixa, ficando abaixo do topo dos pneus. Por isso, o centro de gravidade do carro é super baixo, melhorando a aerodinâmica e, consequentemente, diminuindo o consumo.

Hirose também descreveu o novo motor como “onívoro”, devido à grande quantidade de combustíveis que ele aceita. De acordo com a montadora, ele terá compatibilidade com os combustíveis mais comuns, como gasolina, etanol e diesel, até hidrogênio, combustível sintético (e-fuel) e um tipo de biocombustível feito a partir de algas.

Graças ao funcionamento do motor rotativo, ele não fica dependente da lubrificação ou inflamabilidade de cada combustível, podendo funcionar bem com qualquer um deles. Muitas das alternativas apresentadas também são neutras em carbono, o que as torna bem mais viáveis quando as novas leis entrarem em vigor.

Mesmo assim, a Mazda ainda trabalha para tentar reduzir ao máximo o índice de gases poluentes. Para isso, os engenheiros estão trabalhando em alternativas como utilizar o rotor para gerar energia para baterias e utilizar a eletricidade para aquecer o motor logo depois da partida, quando o número de emissões é maior.

Toyota e os novos motores 1.5 e 2.0 de quatro cilindros

Já o projeto apresentado pela Toyota é de novos motores 1.5 aspirado e turbo, e 2.0 turbo de quatro cilindros. A intenção é substituir os atuais 1.5 de três cilindros aspirado — que devem equipar o Yaris Cross brasileiro em 2025 — 2.5 aspirado e 2.4 turbo, respectivamente.

Para melhorar a eficiência, a montadora aposta em um tamanho reduzido. Apesar de ter um cilindro a mais, são menores e ficam posicionados em uma posição mais baixa. Na comparação com os motores atuais que substituirão, no caso dos novos 2.0 turbo e 1.5 aspirado, o volume e o peso serão 10% menores. Já o 1.5 turbo reduzirá em 20% volume e em 15% o peso, em relação ao 2.5 aspirado.

A redução do tamanho do motor também permite perfis de capô mais baixos, o que reduz o arrasto e melhora a aerodinâmica, outro fator que ajuda a reduzir o consumo e as emissões.

Com todas essas mudanças, a Toyota estima que, em carros sedãs equipados com o novo 1.5 aspirado, o consumo será até 12% menor, além de garantir mais potência do que o propulsor atual.

Com os novos motores, a Toyota se adapta às leis de emissões mais rigorosas da Europa e dos Estados Unidos. Se não fosse por isso, a montadora precisaria reduzir a potência e torque e usar catalisadores bem mais caros para limpar os gases de escape da sua linha atual de motores.