Por que o motor de cinco tempos é mais eficiente, mas ainda é um fracasso

O motor de cinco tempos promete uma eficiência superior aos tradicionais motores de combustão interna, mas, apesar de suas vantagens teóricas, ele ainda não conseguiu conquistar o mercado.

Surgiu a ideia de um motor de cinco tempos, que prolonga o tempo de combustão, teoricamente aumentando a eficiência. A adição de um quinto tempo, chamado de expansão estendida, visa aproveitar a energia que normalmente seria perdida no escape. Parece promissor, certo?

Os motores de combustão interna convencionais têm uma eficiência térmica média de apenas 35%. Isso significa que 65% da energia do combustível é desperdiçada, principalmente como calor e ruído. Essa ineficiência está relacionada ao ciclo de quatro tempos, onde apenas o curso de combustão realmente gera energia útil. Os outros três cursos basicamente desperdiçam energia.

Atkinson e a anatomia do motor

James Atkinson foi um dos primeiros a experimentar um design de motor que permitisse um curso de combustão mais longo. Seu motor, embora eficiente, era frágil e pouco confiável. Mesmo Nicolaus Otto, o inventor do motor de quatro tempos, reconheceu as limitações de seu design e tentou melhorar a eficiência com um motor de cinco tempos.

O motor de cinco tempos divide o trabalho em três cilindros: dois de alta pressão e um de baixa pressão. Os cilindros de alta pressão funcionam como um motor de quatro tempos tradicional, mas em vez de liberar os gases de escape diretamente na atmosfera, eles os enviam para o cilindro de baixa pressão para uma segunda expansão. Isso aumenta o tempo disponível para extrair energia dos gases de combustão.

Por que o motor de cinco tempos ainda não deu certo?

Apesar do potencial, o motor de cinco tempos enfrentou vários desafios que impediram seu sucesso comercial:

Complexidade e custo: Embora o design seja promissor, ele é mais complexo e caro de fabricar do que os motores de combustão interna convencionais. A necessidade de componentes robustos e precisos encarece a produção.

Variação de energia dos gases de escape: A quantidade de energia nos gases de escape varia com a carga e a rotação do motor. Em baixas rotações, há pouca energia nos gases de escape, tornando o cilindro de baixa pressão um peso morto que, em vez de aumentar a eficiência, acaba reduzindo-a.

Emissões e controle de poluição: O aproveitamento da energia dos gases de escape reduz a temperatura e a pressão dos gases que saem do motor. Isso é ótimo para o projeto do silenciador, mas prejudica o desempenho de turbocompressores e conversores catalíticos, que precisam dessas condições para funcionar corretamente. Isso dificulta o cumprimento das normas de emissão modernas.

Ilmor e o motor de cinco tempos moderno

Em 2003, o engenheiro belga Gerhard Schmitz conseguiu um patente para um motor de cinco tempos, muito semelhante ao design original de Otto. Ele convenceu a Ilmor Engineering, uma empresa respeitada no mundo do automobilismo, a desenvolver um protótipo. Em 2009, o protótipo foi apresentado com resultados promissores, mas o projeto não avançou. Schmitz deixou a Ilmor e tentou desenvolver o motor com uma equipe de engenheiros franceses, mas novamente, o motor não passou da fase de protótipo.

Motor de cinco tempos é uma solução engenhosa para os problemas de eficiência dos motores de combustão interna

O motor de cinco tempos é uma solução engenhosa para os problemas de eficiência dos motores de combustão interna, mas enfrenta desafios significativos que impedem sua adoção em larga escala. A complexidade, o custo e os problemas com emissões são barreiras que até agora não foram superadas. Enquanto o motor de quatro tempos continua a dominar, o motor de cinco tempos permanece uma promessa não cumprida, um lembrete de que nem sempre as melhores ideias conseguem se concretizar no mercado.

No fim das contas, o motor de cinco tempos pode ser mais eficiente no papel, mas ainda não conseguiu se estabelecer como uma alternativa viável aos motores de combustão interna convencionais. A história nos mostra que a inovação nem sempre é suficiente para superar as barreiras práticas e econômicas do mundo real.