Page 27 - Revista EAA - Edição 98

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO MOTOR rial mitiga o risco de fragilização por hidrogênio devido a

Parâmetro Motor base MCI H2 suas características microestruturais.
Com relação às dimensões do pistão, a principal altera-
Deslocamento 12.8 L 12.8 L ção foi o aumento do volume da câmara de combustão de
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Cilindros 6 em linha 6 em linha 100 cm para 140 cm para reduzir a taxa de compressão.
Os demais parâmetros foram mantidos o mais próximo
Taxa de compressão 17:1 11:1 possível dos originais para minimizar o impacto na dinâ-
mica do movimento.
BMEP máx. 24 bar 20 bar
Uma comparação direta de um pistão de aço de moto-
Potência 375 kW 315 kW res Diesel de última geração e o pistão de alumínio para o
MCI a H pode ser vista na figura 3.
Sistema de injeção DI PFI 2
Projeto de anéis de pistão
Tabela 1
O compromisso usual de um pacote de anéis em qualquer
Desafios para o projeto motor é manter o consumo de óleo lubrificante (LOC) e
o blow-by sob controle, oferecendo o menor atrito possível.
de componentes Para os motores a H esse compromisso é mantido, mas
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A combustão de H impõe novos desafios aos componentes com uma importância reforçada.
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do motor. Esses desafios podem ser agrupados em quatro Uma passagem excessiva de partículas de óleo lubrifi-
tópicos: anomalias de combustão, fragilização por hidrogê- cante para a câmara de combustão pode desencadear even-
nio, tribologia e corrosão. tos anormais de combustão. Além disso, a queima desse
No projeto dos componentes do PCU, atenção especial óleo resulta em emissões mínimas de CO e outros produ-
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é dada para evitar altas temperaturas superficiais e excesso tos, o que pode comprometer a conformidade dos MCI a
de gases de combustão ou de partículas de óleo na câmara H como tecnologia neutra em carbono.
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de combustão, pois todos esses pontos podem desencadear Existe ainda uma preocupação de segurança em relação
anormalidades na combustão. ao controle de blow-by para evitar que misturas inflamáveis
Do ponto de vista estrutural, um ambiente enriqueci- de hidrogênio e ar se acumulem dentro do cárter. Nas con-
do com H traz preocupações especiais para a seleção de dições de temperatura e pressão desse ambiente, uma con-
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materiais, uma vez que o aço, material típico para vários centração de H acima de 3,5% apresenta risco de explosão
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componentes dos motores Diesel convencionais, apresenta e, portanto, deve ser evitada.
vulnerabilidades quanto à fragilização por H .
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Esse fenômeno ocorre quando, em condições de alta
temperatura e pressão, átomos de hidrogênio se difundem
na microestrutura dos materiais e enfraquecem as ligações
metálicas, provocando diminuição da ductilidade, forma-
ção e propagação de trincas.
Outro ponto importante a ser considerado é a formação
de água como produto da combustão. O excesso de água
pode levar à deterioração da lubrificação, afetando a vida
útil dos sistemas deslizantes, e provocar corrosão de com-
ponentes metálicos.
Projeto de pistões

Apesar da preferência por pistões de aço em motores Die-
sel pesados mais modernos, pistões de alumínio são reco-
mendados para o MCI a H .
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Essa alteração é viável devido aos menores carregamen-
tos mecânicos desse motor e ainda possibilita uma redução Figura 3. Comparação direta de um pistão de aço para
de 20°C a 30°C na temperatura superficial, devido à maior motor Diesel (esquerda) e o pistão de alumínio para o MCI
condutividade térmica do alumínio. Além disso, esse mate- a H2 (direita). Fonte: Mahle.

abril/maio/junho 27