Uma pergunta simples deu origem a um projeto que pode redefinir a arquitetura dos sistemas de propulsão híbridos: como seria um motor se fosse concebido desde o início para operar em um veículo híbrido?
Essa foi a questão que guiou o trabalho do engenheiro Nayan, especialista sênior em combustão na área de pesquisa de motores e combustíveis do Centro de Pesquisa de Detroit da Aramco Americas. A resposta começou a tomar forma durante o período da pandemia e resultou no desenvolvimento de um Motor Híbrido Dedicado (DHE) — um conceito criado especificamente para integração com sistemas elétricos, e não uma adaptação de motores de combustão convencionais.
O projeto foi desenvolvido em parceria com a fabricante francesa de motores Pipo Moteurs, especializada em engenharia para automobilismo. Modelagens iniciais indicam que a nova arquitetura pode reduzir os custos de produção entre 23% e 25% em comparação com sistemas híbridos tradicionais utilizados atualmente pela indústria.
Repensando a arquitetura dos híbridos
A maioria dos veículos híbridos disponíveis no mercado utiliza motores a combustão originalmente projetados para carros convencionais e posteriormente adaptados para integração com sistemas elétricos. Essa abordagem, embora funcional, frequentemente aumenta a complexidade, o peso e o custo de fabricação.
O DHE segue um caminho diferente: ele foi concebido desde o início como parte de um sistema híbrido integrado.
No projeto, motores elétricos são posicionados nas duas extremidades do virabrequim, o que simplifica a arquitetura mecânica e permite maior controle da entrega de torque. Essa configuração cria oportunidades para funções avançadas de gerenciamento de potência normalmente associadas a veículos elétricos.
Ao mesmo tempo, o motor a combustão foi otimizado para operar em faixas específicas de eficiência, típicas de sistemas híbridos, onde o motor não precisa cobrir toda a gama de rotações exigida em veículos convencionais.
O resultado é um sistema compacto e modular, capaz de atender diferentes plataformas automotivas.
Engenharia orientada à simplicidade
Uma das decisões mais importantes do projeto foi adotar uma configuração de duas válvulas por cilindro, em vez dos layouts de quatro válvulas comuns nos motores modernos.
Segundo Nayan, isso permite utilizar apenas um comando de válvulas, reduzindo significativamente a complexidade do trem de válvulas, o número de componentes e os custos de fabricação. A equipe também optou por uma arquitetura de varetas de comando (pushrod) — uma solução tradicional conhecida pela durabilidade e compacidade.
Essa escolha foi estratégica: motores híbridos operam dentro de uma faixa de rotação mais limitada, o que permite simplificar o design sem comprometer desempenho ou eficiência.
Além disso, o motor foi projetado com curso de pistão mais longo, característica que aumenta a eficiência térmica — fator crítico para maximizar o aproveitamento de combustível em sistemas híbridos.
Colaboração global e desenvolvimento ágil
O projeto avançou com uma estrutura de equipe extremamente enxuta. De um lado, o time da Aramco Americas em Detroit; do outro, os especialistas da Pipo Moteurs na França.
O primeiro protótipo foi testado nas bancadas da Pipo antes de ser enviado para validação adicional em Detroit, confirmando que a arquitetura proposta funcionava conforme previsto.
O papel dos híbridos na transição energética
Embora a indústria automotiva tenha concentrado grande parte de suas estratégias recentes em veículos elétricos a bateria, muitos especialistas consideram que os híbridos continuarão desempenhando papel importante na transição energética. Eles oferecem vantagens como maior autonomia, reabastecimento rápido, menor dependência de infraestrutura de recarga, redução significativa do consumo de combustível. Para mercados emergentes e regiões onde a infraestrutura de carregamento ainda é limitada, essa combinação pode representar uma solução intermediária de grande escala.
Com o conceito técnico validado, o foco agora está em refinar os sistemas de controle eletrônico e a integração entre o motor a combustão e os motores elétricos.
A arquitetura atual foi pensada inicialmente para SUVs de porte médio, mas o projeto é modular e pode ser adaptado para veículos menores ou até para aplicações como extensores de autonomia em veículos elétricos.
Segundo Nayan, o objetivo final é simples: ver o conceito chegar à produção industrial. “Não tentamos corrigir um motor existente”, afirma. “Perguntamos como deveria ser um motor híbrido se estivéssemos dispostos a repensar o projeto desde o início.”
