O setor da construção civil está preparado para motores flex fuel?

A plataforma de motor flex fuel GeoTorq é compatível com misturas de biocombustíveis de E0 até E85. (Foto: Becky Schultz)

Se você participar da Equip Expo, o maior evento da indústria de jardinagem e paisagismo da América do Norte, não precisará ir muito longe para encontrar cortadores de grama com motor Kawasaki. A empresa atualmente detém uma posição dominante nesse setor com seus modelos a gasolina de 600 a 999 cc.

Essa busca seria mais difícil em um grande evento da indústria da construção como a ConExpo-Con/Agg. Embora os motores Kawasaki sejam usados para equipar equipamentos mais leves, à medida que se aumenta o porte das máquinas e o ciclo de trabalho, o diesel continua sendo a fonte de energia dominante, tornando mais desafiador o ganho de mercado para motores movidos a gasolina.

Em um esforço para equilibrar a concorrência, a Kawasaki está adotando uma abordagem inovadora com sua plataforma de motor flex GeoTorq. O modelo inicial, baseado em um motor industrial de 2,4 litros, foi exibido em seu estande na ConExpo e também apresentado em uma carregadeira de esteiras compacta TL6 no estande da Takeuchi para obter feedback e avaliar a demanda potencial do mercado.

pós-tratamento simplificado

Entre as características que tornam a plataforma GeoTorq única está a sua compatibilidade com misturas de biocombustíveis que variam de E0 a E85 – um feito que, segundo Troy Smith, gerente de engenharia de desenvolvimento de novos produtos da Divisão de Motores da Kawasaki Engines, é alcançado através de um sensor de álcool que mede e se adapta ao teor de álcool no combustível.

Conceito de motor de quatro cilindros em linha, refrigerado a líquido, com válvulas no cabeçote e 2,384 litros, apresentado em uma carregadeira de esteiras compacta da Takeuchi. (Foto: Chad Elmore)

A capacidade de queimar combustíveis à base de gasolina não só reduz as emissões de carbono, como também permite um pós-tratamento mais simples em comparação com um equivalente movido a diesel.

“Como este motor é a gasolina… podemos utilizar um catalisador de três vias [comum] para cumprir as normas de emissões”, explicou Smith. “Podemos eliminar o DPF, potencialmente o SCR, o common rail de alta pressão e, ainda assim, fornecer potência e torque equivalentes em um pacote muito mais simples.”

Para simplificar ainda mais, o catalisador usado no GeoTorq é facilmente encontrado no mercado.

“É o mesmo catalisador usado em caminhões e carros, e é comprovado, conhecido e muito durável. [Ele também] elimina, em comparação com um motor a diesel, o problema de ter que operar em temperaturas mais altas para manter o catalisador aquecido”, afirmou Smith. “Este motor foi projetado para funcionar com o sistema start-stop… Você não precisa esperar que os ciclos de regeneração sejam concluídos. É um motor que simplesmente funciona bem, [mesmo] em climas frios.”

O bloco estrutural do motor, feito de ferro fundido, segue a maioria dos padrões da indústria, observou ele, incluindo o uso de carcaças de embreagem SAE. Outras características incluem um conjunto rotativo robusto e um cabeçote de alumínio para melhor refrigeração e dissipação de calor.

“Este bloco pode ser utilizado em um chassi e servir como elemento estrutural, tornando-o universal e altamente adaptável para substituir alguns dos motores atuais nessas categorias de tamanho”, acrescentou Smith. “Queremos que ele seja o mais próximo possível de uma substituição direta, para facilitar a integração pelo fabricante em seu sistema.”

Preparados para mais

O conceito de motor de quatro cilindros em linha, refrigerado a líquido e com válvulas no cabeçote, de 2,384 litros, apresentado na ConExpo, está sendo desenvolvido em variantes aspiradas e turboalimentadas, com potências de 72,4 hp (54 kW) e 95,1 hp (71 kW) a 2.800 rpm e torques de 212 Nm e 300 Nm a 1.600 rpm, respectivamente. A tecnologia de injeção eletrônica de combustível é utilizada para controlar o combustível, o ar e a ignição de forma independente, afirmou Smith, permitindo que o torque seja ajustado “para a melhor potência possível” para a aplicação específica.

A plataforma de motores flex fuel apresenta um sistema de pós-tratamento simplificado, composto por um catalisador de três vias comum para conformidade com as normas de emissões. (Foto: Becky Schultz)

“Usando o mapa base do perfil de torque, conseguimos ajustar o torque para ter um aumento de 10%, 20% ou 40%, oferecendo aos nossos clientes a opção de obter a potência necessária e de manter essa potência e esse torque.”

A plataforma do motor também está posicionada para permitir a entrada em outras classes de tamanho de motor. "Os motores futuros poderão ser ainda maiores, potencialmente de 3,6 L ou 4,2 L", disse Smith. "E, sendo flex fuel com injeção eletrônica de combustível, isso nos permite não apenas oferecer variações a gasolina, mas também estabelece uma plataforma para o futuro, onde o sistema de combustão poderá ser configurado para hidrogênio."

A transição para o hidrogênio, assim como para outros combustíveis como gás natural e propano, exigiria mudanças nos injetores e no sistema de alimentação de combustível, disse Smith, mas a plataforma GeoTorq possui a estrutura necessária para as velas de ignição, injetores e outros componentes que seriam adaptados ao combustível.

“Como podemos avançar rumo à redução de carbono hoje? Este é um passo nessa direção, com o uso de biocombustíveis E85. Isso nos permite reduzir as emissões de carbono a níveis inferiores aos de um motor a diesel, por exemplo, tornando-o muito competitivo até mesmo com veículos elétricos”, disse Smith.

Uma plataforma de lançamento

O conceito inicial do motor GeoTorq está atualmente passando por testes de validação seletivos, incluindo testes cegos com um motor comparável, para avaliar o feedback sobre potência, ruído, vibração, etc. Até o momento, não há um cronograma definido para o início da produção em série da plataforma.

“Se houver oportunidades para levarmos isso a um nível de produção, seremos capazes de fazê-lo”, afirmou Smith, indicando que a produção seria realizada na fábrica da empresa em Maryville, Missouri, EUA.

Até lá, o GeoTorq está servindo como plataforma de lançamento para o próximo nível de motor, capaz de produzir emissões mais limpas e reduzir as emissões de carbono.

“Temos metas de neutralidade de carbono e, com o E85 e os biocombustíveis, isso nos ajudará a alcançá-las”, disse Smith. “Isso também prepara o terreno para chegarmos ao hidrogênio, onde poderemos usar esse sistema para alavancar parte de nossa tecnologia, por exemplo, no setor de veículos de esporte motorizado e na rede global da Kawasaki, para podermos disponibilizar hidrogênio quando ele estiver disponível.”

Takeuchi explora o conceito de combustível flexível

Na ConExpo, a Takeuchi apresentou o conceito de motor flex-fuel GeoTorq da Kawasaki em sua carregadeira de esteiras compacta TL6, destacando sua capacidade de utilizar combustível de até E85. O objetivo de ambas as empresas era explorar o interesse no setor da construção civil, bem como identificar outros mercados, como agricultura ou geração de energia, onde o motor pudesse ser adequado.

A carregadeira de esteiras compacta Takeuchi TL6 com motor flex fuel GeoTorq da Kawasaki. (Foto: Chad Elmore)

Jeffrey Ratliff, diretor de Vendas e Marketing da Takeuchi US para a América do Norte, afirmou que o conceito flex-fuel é “uma ideia interessante com potencial”. Com 72 cv, a potência do motor é boa, declarou ele, e a curva de torque é semelhante à de um motor a diesel comparável. “Na verdade, se usarmos E85, o torque será maior do que o do nosso motor a diesel atual.”

Ainda assim, Ratliff disse ser difícil afirmar se os benefícios de desempenho dos biocombustíveis são suficientes para convencer as construtoras. Em vez disso, ele acredita que mesmo aquelas que atuam na construção comercial reconheceriam as vantagens do pós-tratamento simplificado proporcionado pelo conceito de combustível flexível.

“Esta é uma boa alternativa ao uso de diesel, onde você já tem todo o sistema de pós-tratamento nessa faixa de potência. Para isso, seria necessário um DPF, uma válvula EGR e um sistema de injeção de combustível common rail de alta pressão, que é extremamente caro e sensível”, comentou Ratliff. “É preciso fazer a manutenção dos filtros DPF e, se os operadores não realizarem a regeneração corretamente, o DPF pode entupir.”

“Quando você tira tudo isso, é aí que a coisa fica interessante. Custo de manutenção menor, com certeza, e com uma expectativa de vida útil que, segundo eles, deve ser semelhante à de um motor a diesel.”

Se o desempenho for o mesmo ou mesmo próximo, disse Ratliff, e "você puder eliminar toda essa complicação, acho que até mesmo esses caras começam a pensar: 'Estou disposto a ouvir as alternativas'".