Euro 7 está a “asfixiar” os motores a gasolina… e o problema vai muito além das emissões

Não, a Euro 7 não se resume às emissões. Esta norma está a obrigar a mudar a forma como os motores funcionam internamente, e há uma solução que se está a expandir com força: o ciclo Miller.

Emissões, pressão e mudanças profundas

Emissões, emissões e mais emissões. O conceito mais repetido nos últimos meses sobre a norma antipoluição Euro 7, que entrará em vigor, numa primeira fase, antes do final do ano.

A Europa está a apertar consideravelmente os fabricantes com limites de emissões cada vez mais difíceis de cumprir, obrigando a mudanças importantes nos motores. Infelizmente, a eletrificação já não é suficiente para cumprir e evitar multas.

Cumprir normas não é assim tão simples e pode ter consequências técnicas decorrentes de exigências muito elevadas. E é isso que está a acontecer com a quase iminente Euro 7, algo que ainda não tinha sido explicado.

Em particular, porque uma grande maioria das marcas está a abandonar o ciclo Otto nos motores a gasolina e a migrar para o ciclo Miller.

O que muda com o ciclo Miller

O ciclo Miller é uma variante do anterior, cuja principal diferença em relação ao Atkinson, mais comum em alguns híbridos, é, entre outras coisas, poder contar com turbo. No entanto, a nova Euro 7 exige que os motores a gasolina queimem sempre a quantidade exata de combustível, sem excessos.

Isso elimina um método de arrefecimento usado durante décadas, pelo que a solução passa por fechar uma válvula alguns milissegundos antes do habitual.

A importância da mistura estequiométrica

Como se sabe, todo o motor a gasolina necessita de misturar ar e combustível numa proporção exata para que a combustão seja completa: por cada quilo de gasolina, são necessários aproximadamente 14,7 quilos de ar.

Quando esta proporção é cumprida, diz-se que o motor trabalha em mistura estequiométrica, ou seja, com lambda igual a 1.

É também o ponto em que o catalisador funciona no máximo da sua eficiência, limpando os gases de escape antes de serem libertados. Com mais combustível do que o necessário, uma parte não é queimada e o catalisador não consegue eliminar o monóxido de carbono; com menos combustível, geram-se outros poluentes. Só neste equilíbrio exato o sistema funciona corretamente.

O problema do sobreaquecimento

O problema é que manter este equilíbrio em plena carga é muito difícil. Quando um motor turbo trabalha no limite, como em acelerações intensas em estrada ou autoestrada, os seus componentes internos aquecem em excesso. Pistões, válvulas de escape e a própria turbina atingem temperaturas que os podem danificar.

Para evitar isso, os motores atuais recorrem a uma solução simples: injetam mais combustível do que o necessário. Esse excesso não é queimado, mas absorve calor e reduz a temperatura interna do motor.

É uma solução eficaz e barata, mas implica quebrar o equilíbrio ideal e aumentar a poluição. A Euro 7 vem terminar com essa prática. A nova norma exige que o motor mantenha sempre a proporção exata de ar e combustível, em qualquer condição, incluindo plena carga ou arranque a frio. Não há exceções, e os fabricantes procuram formas de cumprir.

Eliminar o excesso de combustível como método de arrefecimento não é apenas uma questão de emissões, mas cria um problema técnico real. Sem essa ajuda, pistões e turbo aquecem demasiado em acelerações intensas. Além disso, uma mistura demasiado quente pode inflamar-se antes da faísca da vela.

A sonda lambda serve para medir a quantidade de oxigénio presente no sistema de escape. Depois da combustão no bloco do motor, a sonda lambda avalia a quantidade de oxigénio no sistema para fornecer maior ou menor quantidade de combustível pelo sistema de injeção.

O risco da detonação

Este fenómeno, conhecido como detonação ou “knock”, gera um ruído característico e pode destruir o motor a longo prazo. Até agora, o combustível extra ajudava também a evitar este problema.

Os fabricantes precisam, assim, de uma forma de arrefecer o motor sem adicionar combustível. E a resposta mais adotada está a ser o ciclo Miller.

Como funciona o ciclo Miller

Um motor de quatro tempos funciona sempre da mesma forma: admissão, compressão, combustão e escape. Durante a admissão, o pistão desce e aspira a mistura de ar e combustível através da válvula de admissão, que permanece aberta. Quando o pistão atinge o ponto mais baixo, a válvula fecha-se e começa a compressão.

O ciclo Miller propõe uma modificação: fechar a válvula de admissão antes de o pistão chegar ao fundo. Assim, o cilindro enche-se menos do que poderia. No entanto, como o pistão continua a descer com a válvula já fechada, a mistura expande-se num volume maior e, ao expandir-se, arrefece.

É o mesmo princípio de um aerossol: quando o gás se expande, perde temperatura. Desta forma, quando começa a compressão, a mistura já está mais fria, reduzindo o risco de detonação sem necessidade de recorrer a combustível extra.