Caterpillar sai na frente com tecnologia ACERT

Novo motor incorpora avanços nos sistemas de injeção de ar, de combustível, na eletrônica embarcada e pós-tratamento, excedendo os parâmetros de emissão EPA Tier lll/Stage IIIA

Primeiro fabricante a desenvolver uma solução de motor emissionado para as exigências do estágio EPA Tier III/Stage IIIA, a Caterpillar saiu na frente de seus concorrentes com o lançamento da tecnologia ACERT (Advanced Combustion Emissions Reduction Technology). A novidade foi apresentada ao mercado em maio de 2003, durante a Feira Internacional de Equipamentos de Paris (Intermat 2003), após cumprir uma bateria de ensaios em caminhões, somando mais de 16 milhões de quilômetros em testes reais na América do Norte.

“Já contamos com cerca de 200 mil motores de tecnologia ACERT operando no mercado de veículos on-road dos Estados Unidos”, diz o diretor de portfólio de produtos da Caterpillar, Mikhael Doueihi, apontando a confiabilidade dessa solução de engenharia. Como os demais fabricantes de motores, ele explica que a empresa estudou o conceito de recirculação de gases de escape arrefecidos (EGR, na sigla em inglês), como alternativa ao cumprimento de normas de controles de emissões cada vez mais rigorosas. Após extensas investigações, entretanto, esse caminho foi abandonado por que, apesar da eficácia na redução de emissões, poderia introduzir problemas de manutenção e serviço, aumentar o consumo de combustível, com riscos à confiabilidade e durabilidade dos motores.

Segundo Doueihi, a tecnologia ACERT elimina esse risco, excedendo as exigências de controle de emissão Tier III/Stage IIIA, ao integrar os recentes avanços tecnológicos da empresa em quatro áreas vitais dos motores: os sistemas de combustível e ar, eletrônica embarcada e pós-trata- mento. “Seu desenvolvimento implicou investimento de US$ 500 milhões e envolve cerca de 250 patentes para diferentes soluções tecnológicas adotadas nos motores ACERT”, diz ele.

Inovações adotadas - Para contornar o problema das emissões internamente, na câmara de combustão, a tecnologia atua no controle e distribuição correta da carga de ar. Os ganhos são obtidos com a adoção de cabeças de cilindro de “fluxo cruzado” e o emprego de quatro válvulas por cilindro na maioria dos motores ACERT. Além de introduzir maior quantidade de ar no motor, tal configuração proporciona uma dispersão mais uniforme dessa carga na câmara de combustão, gerando maior eficiência na combustão e menores níveis de emissão.

Contar com turbocompressores eficientes também melhora o controle de ar. Por esse motivo, a maioria dos motores com tecnologia ACERT deverá usar turbocompressores de qualidade já testada, com válvulas de derivação de gases de escape para melhorar seu desempenho. Muitos dos turbocompressores empregados nestes motores serão de um tamanho maior do que os utilizados atualmente. Alguns deles terão rodas compressoras de titânio, com alta resistência à fadiga, que prolongarão a vida do turbocompressor. E ainda que determinadas aplicações em motores de caminhões demandem turbos acoplados em série, os motores dos veículos fora-de-estrada só vão necessitar de unidades individuais.

No controle do fluxo de combustível, Doueihi explica que a solução atua na entrega da quantidade apropriada de carga, sob diferentes condições de rotação, com precisão no controle de pressão e o uso de micro injeções, realizadas antes e após a injeção principal. “Para controlar esses brevíssimos eventos, já contamos com tecnologia própria, o Sistema de Injeção Unitária de Acionamento Mecânico e Controle Eletrônico (MEUI), ou seu equivalente de acionamento hidráulico, o HEUI”, diz ele. Segundo o executivo, isso possibilita ainda uma sensível redução de ruídos, atendendo requerimentos europeus para uma diminuição a 3 dBA.

A tecnologia ACERT dispõe ainda de um sistema de eletrônica embarcada com arquitetura de 32 bits, velocidade de 56 MHz, dois megabytes de memória e 190 pinos de entrada e saída. Tamanha configuração possibilita um gerenciamento integrado do motor e dos demais sistemas da máquina. Dessa forma, o motor pode se conectar e intercambiar informações com os outros componentes sobre parâmetros operacionais, como demandas do sistema hidráulico e até as ações do operador. Essa comunicação recíproca e interativa não somente reduz as emissões como também melhora o desempenho.

Para a próxima etapa de controle de emissão, atendendo parâmetros EPA Tier IV, Mikhael Doueihi projeta o uso de mais recursos proporcionados pela tecnologia de acionamento variável de válvulas, já antecipada nos motores ACERT. Esse sistema controla eletronicamente as válvulas, proporcionando a entrega precisa de volumes de ar resfriado e uma consequente combustão mais eficiente e limpa.