A Bosch transforma um V6 a gasolina em um motor movido a hidrogênio com mais de 650 CV que emite apenas água pelo escapamento.

A eletrificação domina o desenvolvimento do automóvel, mas o hidrogênio também abre novas possibilidades para os motores de combustão. A Bosch acaba de demonstrar isso com um dos projetos mais ambiciosos realizados até a data: transformar um motor V6 biturbo a gasolina em uma unidade movida a hidrogênio capaz de gerar 653 CV (480 kW) sem partir de um design completamente novo.

O resultado ganha forma no Ligier JS2 RH2, um protótipo de competição desenvolvido em conjunto pela Bosch Engineering, Ligier Automotive e Maserati, criado para validar o potencial do hidrogênio como combustível em aplicações de alto desempenho.

Um motor Maserati convertido para funcionar com hidrogênio

O coração do projeto é o conhecido Maserati Nettuno, um motor V6 biturbo de 3,0 litros que equipa modelos da marca italiana. Em vez de projetar um propulsor específico do zero, os engenheiros utilizaram essa mecânica como base para demonstrar que os motores atuais podem ser adaptados a combustíveis alternativos, mantendo grande parte de sua arquitetura.

Após a transformação, o motor desenvolve 480 kW (653 CV) e um par máximo de 880 Nm, valores típicos de um superesportivo moderno. Além disso, o protótipo já acumulou mais de 8.000 quilômetros de testes em circuito, um dos ambientes mais exigentes para validar qualquer tecnologia de propulsão.

Os motores de combustão interna a hidrogênio (não confundir com as pilhas de combustível, que emitem apenas água) queimam H2 misturado com ar em um motor térmico convencional, e pelas emissões exalam principalmente vapor de água (H2O) e óxidos de nitrogênio (NOx). Este é o poluente mais relevante desse tipo de motor, e, de fato, requer sistemas de redução de NOx semelhantes aos dos motores a diesel (ou misturas pobres/EGR para controlá-lo).

Em quantidades muito pequenas podem haver traços de CO2, CO e hidrocarbonetos (HC) provenientes do óleo lubrificante que é queimado parcialmente no cilindro. São quantidades marginais em comparação com um motor a gasolina ou a diesel. Além disso, pela mesma razão, podem ser encontrados resíduos de partículas.

Grande parte do motor original permanece intacta

Um dos aspectos mais destacados do projeto é o fato de vários componentes do motor original permanecerem sem mudanças significativas.

A culatra, a arquitetura geral do bloco e os turbocompressores continuam sendo os do Maserati Nettuno. Essa decisão demonstra que a transição para motores movidos a hidrogênio pode aproveitar uma parte importante do conhecimento industrial e da tecnologia já existente.

No entanto, a adaptação exigiu modificações significativas nos sistemas diretamente relacionados à combustão.

A Bosch Engineering redesenhou os pistões, desenvolveu um novo sistema de ignição, um sistema eletrônico específico e um sistema de alimentação completamente diferente para atender às características próprias do hidrogênio.

Injeção direta de hidrogênio para maximizar o desempenho

A maior diferença em relação ao motor a gasolina está no sistema de alimentação.

O protótipo utiliza a tecnologia de injeção direta de hidrogênio por meio dos novos injetores Bosch HIDI LCV, desenvolvidos especificamente para esse tipo de aplicação.

Ao introduzir o hidrogênio diretamente na câmara de combustão com grande precisão, o sistema melhora a estabilidade do processo, aumenta o desempenho do motor e contribui para reduzir as emissões, especialmente as de óxidos de nitrogênio, graças a um controle muito mais preciso da combustão.

Um desafio técnico acima de 7.000 rotações

Adaptar um motor de competição ao hidrogênio implica resolver desafios muito diferentes dos de um propulsor convencional.

Um dos principais foi garantir uma combustão estável quando o motor ultrapassa as 7.000 rpm, evitando fenômenos como o pré-ignição, que podem comprometer tanto o desempenho quanto a confiabilidade.

Para conseguir isso, a Bosch otimizou a estratégia de injeção, o gerenciamento da mistura e o controle eletrônico do motor, obtendo um funcionamento estável mesmo sob as altas cargas próprias de um veículo de competição.

A transformação não se limita ao motor

O Ligier JS2 RH2 possui um sistema específico de armazenamento composto por três tanques de fibra de carbono, capazes de armazenar hidrogênio a 700 bares de pressão.

Um dos tanques está localizado atrás do habitáculo, enquanto os outros dois estão integrados nas laterais do veículo, a fim de otimizar a distribuição dos pesos e aproveitar melhor o espaço disponível.

Todo o conjunto é supervisionado pela Hydrogen Storage Control Unit (HSCU), uma unidade eletrônica desenvolvida pela Bosch que monitora continuamente parâmetros como pressão, temperatura e estado do sistema.

Caso seja detectada alguma anomalia, a central pode ativar diferentes níveis de proteção, desde simples avisos ao condutor até o isolamento de determinados circuitos ou a desconexão completa do sistema. Além disso, o veículo possui sensores específicos para detectar possíveis vazamentos, canais de ventilação e diversas medidas de segurança destinadas a evitar acúmulos de hidrogênio.

A competição como laboratório para a estrada

Embora o Ligier JS2 RH2 tenha sido concebido como um veículo de competição, a Bosch acredita que as tecnologias desenvolvidas neste projeto poderão ser aplicadas posteriormente em veículos de produção em série.

As corridas de resistência representam um dos bancos de teste mais exigentes para validar soluções relacionadas à injeção, ao gerenciamento eletrônico, ao armazenamento de hidrogênio e aos sistemas de segurança.

Esse desenvolvimento também se encaixa na estratégia de multitecnologia da Bosch, que busca combinar diferentes soluções para a descarbonização dos transportes. Além dos motores de combustão movidos a hidrogênio, a empresa também trabalha em sistemas de pilha de combustível para veículos pesados, tecnologias de eletrólise e soluções para toda a cadeia de valor do hidrogênio.

Com este protótipo, a Bosch demonstra que os motores de combustão ainda têm espaço para evolução. Adaptar mecanismos existentes para funcionar com hidrogênio permite aproveitar décadas de desenvolvimento industrial e oferecer uma alternativa de alto desempenho com grande potencial para reduzir as emissões, sem abrir mão das sensações típicas dos motores térmicos.