Motor com peças de plástico pode ameaçar mercado de alumínio

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Os esforços para produzir veículos mais leves incluem partes do motor, como os blocos do cilindro, que podem ter seu peso reduzido em até 20% se forem feitos de plástico reforçado com fibra em vez de alumínio. Um motor experimental com partes de plástico foi desenvolvido pelo grupo de pesquisa alemão Fraunhofer em parceria com a SBHPP, uma fabricante de plásticos de alto desempenho que pertence à japonesa Sumitomo.

O projeto foi preparado pela divisão de novos sistemas de direção (NAS, na sigla em inglês) do instituto de tecnologia química (ICT, na sigla em inglês) do Fraunhofer.

fraunhofer

Os carros precisam ficar cada vez mais leves para diminuir o consumo de combustível. Para a maioria das montadoras, isso significa deixar as peças automotivas mais leves, mas o sistema de motorização, incluindo o próprio motor, responde por uma grande proporção do peso total do veículo.

Até o momento, fabricantes tem apostado no alumínio para diminuir o peso dos componentes do motor, como o bloco de cilindro. No futuro, as montadoras poderão reduzir o peso dos carros projetando blocos do cilindro que sejam, em certas partes, feitos de plástico reforçado com fibra.

“Nós usamos um material reforçado com fibras para construir um bloco de cilindro para um motor de experimento que tem apenas um cilindro. O bloco de cilindro pesa cerca de 20% a menos que o componente equivalente feito de alumínio e tem o mesmo custo”, disse Lars Frederik Berg, líder do projeto e gerente da área de pesquisa de Lightweight Powertrain Design do Fraunhofer.

Apesar de parecer uma alternativa para as montadoras, existem muitos obstáculos para que sejam usados blocos do cilindro do motor feitos de plástico. Isso porque os materiais usados têm que resistir a temperaturas extremas, alta pressão e vibrações sem sofrer danos. Esse tipo de plástico que aguenta essas condições foi reconhecido nos anos 1980, no entanto, naquela época, era possível produzir apenas esse tipo de peças em pequenas quantidades e necessitava muito investimento e esforço.

“Primeiro nós analisamos o design do motor e identificamos as áreas sujeitas a altas temperaturas e impactos mecânicos. Então, usamos pastilhas de metal para aumentar a resistência ao desgaste”, disse Berg. Um exemplo é o revestimento do cilindro, dentro de onde o pistão se movimenta durante milhões de vezes ao longo da vida útil do veículo. Os pesquisadores também modificaram a geometria dessas peças do motor para garantir que o plástico seja minimamente exposto a altas temperaturas.

As características do material plástico também tem um papel importante, porque precisam ser duras e rígidas e resistente a óleo, gasolina e glicol na água resfriada. O plástico também precisa demonstrar boa aderência às pastilhas de metal e não pode ter um coeficiente de expansão mais quente que o do metal.

A equipe de Berg usa um composto fenólico reforçado com vidro, que foi desenvolvido pela SBHPP, que cumpre com todos os requerimentos necessários e possui 55% de fibra e 45% de resina. Outra opção mais leve é utilizar um composto reforçado com carbono.

O protótipo do motor com peças de plástico será apresentado no evento Hannover Messe, realizado neste mês. Os testes realizados no novo motor foram concluídos com sucesso. “Nós provamos que é possível ter o mesmo desempenho que os motores construídos de forma convencional”, disse Berg.

Os pesquisadores pretendem continuar com o trabalho para desenvolver um motor multicilíndrico feito de aço, incluindo os mancais do virabrequim. As informações são do website instituto Fraunhofer.

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