Desempenho do carro híbrido

O fundamental em um carro híbrido é que o motor a gasolina pode ser muito menor que aquele de um automóvel convencional e, portanto, é mais eficiente. A maior parte dos automóveis precisa de um motor relativamente grande para produzir potência suficiente para a rápida aceleração do veículo. Em um motor pequeno, contudo, a eficiência pode ser melhorada pelo uso de peças menores e mais leves, pela redução do número de cilindros e pela operação do motor mais próximo à sua carga máxima.

Seguem abaixo algumas razões que explicam a eficiência dos motores menores em relação aos maiores:

• O motor maior é mais pesado, de modo que o carro usa energia adicional sempre que acelera ou precisa enfrentar um aclive.
• Os pistões e outros componentes internos são mais pesados, exigindo mais energia sempre que sobem e descem no cilindro.
• O deslocamento dos cilindros é maior, de modo que mais combustível é exigido por cada cilindro.
• Motores maiores, em geral, têm mais cilindros e cada um deles usa combustível sempre que o motor é ativado, mesmo se o carro não está em movimento.

Isto explica porque dois carros do mesmo modelo, mas com motores diferentes, podem ter diferente consumo de combustível. Se os dois carros deslocam-se em uma auto-estrada à mesma velocidade, aquele que possui motor menor usa menos energia. Os dois motores precisam produzir o mesmo nível de potência para impulsionarem o carro, mas o motor menor usa menos energia. Mas como este motor menor pode fornecer a potência que seu carro precisa para equiparar-se aos carros mais potentes na estrada?

Vamos comparar um carro como o Chevy Camaro, com seu grande motor V8, com nosso carro híbrido que possui um motor a gasolina menor e um motor elétrico. O motor no Camaro tem potência suficiente para lidar com qualquer situação. O motor de um carro híbrido é suficientemente potente para mover o carro em uma auto-estrada, mas precisa de ajuda quando é preciso andar mais rápido ou enfrentar um aclive acentuado. Esta "ajuda" vem do motor elétrico e da bateria - este sistema entra em ação para fornecer a potência adicional necessária.

O tamanho do motor a gasolina em um carro convencional é dimensionado para a exigência de potência máxima (aquelas poucas vezes em que você pisa fundo no acelerador). Na verdade, a maior parte dos motoristas usa a potência máxima de seus motores em menos de 1% do tempo. O carro híbrido usa um motor muito menor, projetado para chegar mais perto da potência média necessária do que da potência máxima.

Além do motor menor e mais eficiente, os híbridos atuais usam muitos outros recursos para reduzir o consumo de combustível. Alguns podem ser aplicados em qualquer tipo de carro e outros aplicam-se apenas a um híbrido. Para poder aproveitar ao máximo cada gota de gasolina, um carro híbrido pode:

• Recuperar energia e armazená-la na bateria - sempre que pisa no pedal do freio de seu carro, você tira energia do veículo. Quanto maior a velocidade do carro, mais energia cinética ele possui. Os freios de um automóvel removem esta energia e a dissipam na forma de calor. Um carro híbrido pode capturar parte desta energia e armazená-la na bateria, para uso posterior. Isto é feito pelo uso da "frenagem regenerativa". Isto é, em vez de usar os freios para parar o carro, o motor elétrico que movimenta o híbrido também pode reduzir sua velocidade. Assim, o motor elétrico age como um gerador e carrega as baterias enquanto a velocidade do carro é reduzida.

• Desligar o motor, ocasionalmente - um carro híbrido não precisa usar o motor a gasolina o tempo inteiro, porque possui uma fonte alternativa de energia - o motor elétrico e as baterias. Portanto, o carro híbrido pode desligar o motor a gasolina ocasionalmente, por exemplo, quando o veículo está parado em um semáforo.

  Perfil da área frontal de um carro grande e de um carro pequeno

• Usar aerodinâmica avançada para reduzir o arrasto - Quando você dirige em uma auto-estrada, a maior parte do trabalho do motor é para deslocar seu carro contra o ar. Esta força é conhecida como arrasto aerodinâmico. Este arrasto pode ser reduzido de várias maneiras. Um jeito fácil é reduzindo a área frontal do veículo. Pense em um utilitário, que precisa movimentar-se contra o ar com uma área frontal muito maior que a de um automóvel esportivo pequeno.

  A redução de saliências em torno de objetos que se projetam na lataria do carro ou sua completa eliminação também pode ser útil para a melhora da aerodinâmica. As saias nas aberturas das rodas melhoram o fluxo de ar e reduzem o arrasto. Às vezes, os espelhos são substituídos por pequenas câmeras.

• Usar pneus de baixa resistência à rolagem - Os pneus da maioria dos carros são otimizados para uma rolagem suave, mínimo ruído e oferta de boa tração em uma variedade de condições climáticas. Contudo, eles raramente são otimizados para a eficiência. Na verdade, os pneus causam um arrasto surpreendente, enquanto dirigimos. Os carros híbridos usam pneus mais duros e inflados com pressão maior que os pneus convencionais. Isto resulta em cerca de metade do arrasto dos pneus comuns.

• Usar materiais leves - Reduzir o peso geral de um carro é um modo fácil de aumentar seu rendimento em termos de combustível. Um veículo mais leve usa menos energia sempre que aceleramos ou subimos aclives. Materiais compostos, como fibra de carbono ou metais leves como alumínio e magnésio podem ser usados para a redução do peso.

Todos os carros híbridos no mercado usam algum ou todos esses recursos para melhorar sua eficiência. Em janeiro de 2006, dez modelos de carros híbridos estavam disponíveis nos Estados Unidos:

Modelo híbrido	km/litro cidade/estrada
Híbrido Chevrolet Silverado	7,6/8,9
Híbrido Ford Escape	15,3/13,1
Híbrido GMC Sierra	7,6/8,9
Híbrido Chevrolet Silverado	7,6/8,9
Híbrido Honda Civic	20,8/21,6
Híbrido Honda Insight	25,5/28,0
Híbrido Lexus RX	14,0/11,9
Híbrido Mercury Mariner	14,0/12,3
Híbrido Toyota Highlander	14,0/11,9
Toyota Prius	25,5/21,6
Fonte: FuelEconomy.gov

Examinaremos atentamente a tecnologia do Honda Insight e do Toyota Prius. Embora os dois carros sejam híbridos paralelos modificados, possuem naturezas bem diferentes.

Foto cortesia de Consumer Guide and Publications International, Ltd. O Honda Insight 2006 (esquerda) e o Toyota Prius 2006

Tanto o Honda Insight quanto o Toyota Prius têm um motor a gasolina, um motor elétrico e baterias, mas a semelhança termina aí.

O Honda Insight, lançado no começo de 2000 nos Estados Unidos, visa a maior quilometragem possível por litro de combustível. A Honda usou cada truque disponível para dar ao carro o menor consumo. O Insight é um veículo pequeno de dois lugares com um motor a gasolina bem pequeno e de alta eficiência. O Insight possui a melhor classificação em termos de consumo de combustível entre todos os carros híbridos do mercado, segundo a EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos).

O Toyota Prius, lançado no Japão no fim de 1997, foi projetado para reduzir emissões em áreas urbanas. Ele atende aos critérios de veículo de super ultra baixas emissões (SULEV) da Califórnia. O automóvel é um sedan de quatro portas e cinco lugares e o trem de força tem capacidade para acelerar o veículo a velocidades de até 24 km/h apenas com a energia elétrica. Isto contribui para uma quilometragem maior por litro de combustível na cidade, em vez de na estrada. O Prius foi eleito o Carro do Ano nos Estados Unidos, em 2004.

Agora, daremos uma olhada sob o capô dos dois carros.

Tudo é relativoAo examinar a tabela acima, você provavelmente notou que as caminhonetes híbridas GMC Sierra e Chevy Silverado não são muito econômicas - 7,5 a 9 km/l ainda beira a definição de grande consumidor de combustível. Entretanto, as versões não-híbridas dessas caminhonetes têm uma estimativa de rendimento de 6,7/8,5 km/l, de modo que o trem de força do híbrido realmente oferece uma pequena melhora na economia de combustível.