Como a JCB transformou seu motor a hidrogênio de produção em um monstro de corrida de 800 cv

Isso representa um aumento drástico em relação ao motor a hidrogênio de 55 kW (74 hp) da empresa, desenvolvido para equipamentos de construção, como a retroescavadeira 3CX da JCB, movida a hidrogênio.

De acordo com a JCB, o motor de competição não é uma versão modificada da unidade de produção, mas sim um motor completamente novo.

Mas a fabricante britânica de equipamentos de construção utilizou a arquitetura e as lições aprendidas em cinco anos e 100 milhões de libras (132 milhões de dólares) investidos no desenvolvimento de motores a hidrogênio para criar um motor dedicado às corridas.

Em um discurso proferido na base aérea da RAF Wittering, no Reino Unido, antes do teste realizado em 16 de junho, Mark Richards, engenheiro principal da JCB Excavators, explicou como a empresa abordou inicialmente a combustão de hidrogênio para aplicações fora de estrada.

“Já houve tentativas anteriores com motores de combustão de hidrogênio”, disse ele. “Fundamentalmente, é fácil fazer um motor de hidrogênio funcionar, mas é difícil fazê-lo funcionar bem – e por funcionar bem, quero dizer obter a eficiência desejada, eliminar as emissões e também obter o desempenho desejado.”

O novo motor desenvolvido para o Hydromax, baseado na arquitetura do motor de combustão interna a hidrogênio usado no motor a hidrogênio de produção da JCB (Imagem: JCB)

Tentativas anteriores de criar um motor de combustão de hidrogênio no setor automotivo, por empresas como BMW e Mazda, basearam-se na conversão de um motor a diesel de aspiração natural, com resultados variados. O problema era que a combustão em alta temperatura envolvida em um motor de aspiração natural resultava em altas emissões de NOx e eficiência relativamente baixa.

Em vez de converter um motor diesel fora de estrada já existente, a JCB desenvolveu um motor de combustão de hidrogênio projetado especificamente para essa finalidade, baseado em turbocompressor, ignição por faísca e combustão em baixa temperatura.

O resultado é um motor que iguala o desempenho e as características de torque de seu equivalente a diesel, ao mesmo tempo que alcança uma eficiência térmica ligeiramente superior, segundo Richards. Ele também atende aos requisitos de emissões Stage V sem sistemas de pós-tratamento de diesel, como a redução catalítica seletiva (SCR) ou o catalisador de oxidação de diesel (DOC).

Uma das principais vantagens para a JCB é que grande parte da arquitetura do motor permanece inalterada. O cárter, a base, o bloco, o cabeçote, o coletor de admissão e a tampa de válvulas são compartilhados com o projeto do motor básico, permitindo que os motores a hidrogênio sejam fabricados nas mesmas linhas de produção das unidades a diesel. Richards afirmou que cerca de 60% dos componentes do motor são fornecidos e fabricados no Reino Unido.

O motor de produção, que em 2025 recebeu a homologação da UE para permitir a comercialização, utiliza injeção de combustível na porta de admissão, com hidrogênio injetado no coletor de admissão a uma pressão de cerca de 10 bar antes de se misturar com o ar e entrar na câmara de combustão.

'Aprimorando' o motor da Hydromax

Para o Hydromax, no entanto, a JCB precisava de muito mais potência.

Richards explicou como a empresa mudou o motor base da versão de produção de 55 kW (74 hp) para uma nova unidade que desenvolve 800 hp por motor, para um total combinado de 1.600 hp no carro com dois motores.

A empresa aumentou a rotação do motor de cerca de 2.200 rpm em suas aplicações em equipamentos de construção para quase 4.000 rpm no protótipo de carro de alto desempenho. Richards afirmou que o torque quadruplicou em comparação com o motor de produção.

Para atingir esse desempenho, foi necessária uma reformulação significativa.

Os dois motores a hidrogênio dentro do carro Hydromax durante testes na RAF Wittering em junho de 2026 (Imagem: JCB)

O sistema de válvulas com varetas utilizado no motor de produção foi substituído por um sistema de comando duplo de válvulas no cabeçote. Richards afirmou que a mudança proporciona muito mais precisão na distribuição das válvulas em altas rotações do motor e reduz a flexibilidade do sistema.

O fornecimento de combustível também mudou drasticamente. Enquanto o motor de produção utiliza injeção indireta, o motor de competição usa injeção direta com a pressão na linha de combustível aumentada de cerca de 10 bar para aproximadamente 50 bar. A injeção de hidrogênio diretamente na câmara de combustão permite o fornecimento de uma quantidade significativamente maior de combustível no tempo limitado disponível em altas rotações do motor.

Entretanto, a JCB também reduziu o peso do motor, aprimorou os sistemas de refrigeração e lubrificação e adotou um projeto de cárter seco para permitir que os motores fossem montados de lado dentro da carroceria estreita do veículo aerodinâmico.

Lord Anthony Bamford com o motor de combustão a hidrogênio da JCB. (Imagem: JCB)

“O sistema de lubrificação por cárter seco é comum em carros de corrida. Isso significa que o óleo não se movimenta descontroladamente durante curvas em alta velocidade e está sempre disponível para ser recolhido. No carro de corrida, temos uma bomba de sucção de óleo – a bomba de recuperação – que bombeia um litro de óleo por segundo ao redor de cada motor, permitindo que o motor permaneça lubrificado enquanto corre de lado”, explicou Richards.

O sistema reduz o centro de gravidade do veículo, garantindo ao mesmo tempo um fornecimento constante de óleo em condições extremas de funcionamento.

Outro grande desafio tem sido o arrefecimento. Para superar isso, a JCB desenvolveu um sistema de arrefecimento com gelo, no qual o ar que sai do turbocompressor a cerca de 200 °C é arrefecido para menos de 10 °C antes de entrar no coletor de admissão. A maior densidade do ar mais frio ajuda a maximizar a potência, explicou Richards. Isso envolveu a instalação de dois tanques no veículo, cada um com capacidade para até 250 kg de gelo.

Apesar das mudanças substanciais de engenharia, alguns elementos permanecem familiares. Richards observou que o virabrequim usado no motor de corrida é o mesmo encontrado nos motores a diesel e a hidrogênio de produção da JCB.

O trabalho de dinâmica de fluidos computacional originalmente realizado durante o desenvolvimento do motor de 55 kW também foi aproveitado no programa de corridas.

A próxima parada do carro Hydromax, que foi testado na RAF Wittering em meados de junho, são os EUA. O carro será transportado através do Atlântico em um avião Antonov fretado especialmente para a ocasião, no dia 2 de julho, antes de sua participação na Bonneville Speed Week (de 1 a 7 de agosto), nas planícies salgadas de Bonneville, em Utah, visando uma tentativa de recorde ainda neste mês.

O veículo será pilotado pelo Comandante de Ala Andy Green, que dirigiu o carro Dieselmax da JCB a um recorde mundial de velocidade terrestre para veículos a diesel, ultrapassando 563 km/h (350 mph) há duas décadas, em 2006. Andy Green também detém o recorde mundial geral de velocidade terrestre, que estabeleceu no ThrustSSC em 1997, com 1.228 km/h (763 mph).

O comandante de esquadrão Andy Green pilotará o carro Hydromax durante a tentativa de recorde de velocidade nas planícies salgadas de Bonneville em agosto de 2026 (Imagem: JCB).