Por que é que os camiões usam motores a gasóleo — e por que é que os automóveis têm versões a gasóleo e a gasolina

Se olhar para camiões articulados, carrinhas pesadas, autocarros, equipamento de construção e muitas máquinas industriais, notará um padrão comum: os motores a gasóleo são amplamente utilizados em aplicações que exigem cargas pesadas sustentadas.

Mas os automóveis de passageiros são diferentes. Modelos como o Volkswagen Golf, o BMW Série 3, o Mercedes-Benz Classe C e o Ford Focus foram disponibilizados em diferentes mercados tanto com motores a gasóleo como a gasolina.

Então, porque é que o gasóleo funciona tão bem em camiões e veículos pesados? E porque é que os automóveis de passageiros comuns ofereceram, em tempos, ambas as versões, a gasóleo e a gasolina?

A resposta não é simplesmente que um motor é "melhor" do que o outro.

Os dois tipos de motor estão otimizados para diferentes condições de funcionamento. Os motores a gasóleo são particularmente adequados para binário a baixa rotação, carga sustentada, eficiência de combustível e funcionamento de longa duração, enquanto os motores a gasolina são frequentemente adequados para rotações de motor mais elevadas, reatividade, menor peso e desempenho de automóvel de passageiros.

A escolha depende do que se espera que o veículo faça.

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A Diferença Principal: Ignição por Faísca vs. Ignição por Compressão

A diferença fundamental começa na forma como o combustível é inflamado.

Um motor a gasolina convencional é um motor de ignição por faísca. Dependendo do sistema de injeção, o combustível e o ar são preparados como uma carga combustível, comprimidos dentro do cilindro e depois inflamados por uma faísca proveniente da vela de ignição.

Um motor a gasóleo é um motor de ignição por compressão. Primeiro, comprime o ar dentro do cilindro. O ar comprimido torna-se muito quente e o combustível a gasóleo é então injetado nesse ar quente. Sob as condições adequadas, o combustível injetado autoignita-se.

De forma simplificada:

Gasolina:

Preparar a carga ar-combustível → comprimir → faísca → combustão

Gasóleo:

Comprimir ar → criar temperatura elevada → injetar combustível → autoignição → combustão

Esta diferença afeta a taxa de compressão, o controlo da combustão, a injeção de combustível, o design do motor, a velocidade de funcionamento, a eficiência, as emissões e, em última análise, o tipo de veículo para o qual cada motor é mais adequado.

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Por que é que os camiões usam motores a gasóleo?

1. Binário elevado a baixas rotações

Um camião pesado não precisa de funcionar como um carro desportivo.

Quando um camião totalmente carregado começa a mover-se, sobe uma colina ou puxa um reboque, o que importa é a capacidade de produzir binário útil a rotações do motor relativamente baixas.

Os motores a gasóleo são particularmente adequados para este tipo de operação.

Os modernos motores a gasóleo de alta resistência podem produzir um binário substancial a rotações por minuto (RPM) relativamente baixas, permitindo ao motor e à transmissão mover cargas pesadas sem exigir rotações extremamente elevadas do motor.

Isto é útil para:

• Arrancar um veículo pesado a partir da imobilização

• Subir inclinações íngremes

• Puxar reboques

• Transportar carga pesada

• Manter a velocidade sob carga sustentada

• Operar de forma eficiente em longas distâncias

Isto não significa que todos os motores a gasóleo produzam mais binário do que todos os motores a gasolina.

O binário do motor depende da cilindrada, do turbocompressor, da pressão de sobrealimentação, do design da combustão, da estratégia de injeção e de muitos outros fatores.

O ponto importante é que os motores a gasóleo são particularmente adequados para binário elevado a baixas rotações e para o funcionamento com cargas pesadas sustentadas.

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2. Melhor Eficiência Térmica

Outra razão importante pela qual os motores a gasóleo são amplamente utilizados em aplicações de alta resistência é a eficiência.

Os motores a gasóleo alcançam geralmente uma eficiência térmica superior à dos motores a gasolina convencionais de ignição por faísca.

Vários fatores contribuem para esta vantagem, incluindo:

• Taxas de compressão mais elevadas

• Combustão pobre

• Redução das perdas por estrangulamento em muitas condições de funcionamento

• Injeção direta de combustível eficiente

• Turbocompressor e arrefecimento do ar de admissão

Um camião que percorre centenas de quilómetros e transporta várias toneladas de carga pode consumir enormes quantidades de combustível ao longo da sua vida útil.

Portanto, mesmo uma melhoria relativamente pequena na eficiência do combustível pode ter um efeito importante nos custos operacionais.

Para um carro de passageiros privado, poupar uma pequena quantidade de combustível pode ser conveniente.

Para um camião comercial que opera diariamente, o consumo de combustível pode tornar-se uma das maiores despesas operacionais.

Isso torna a eficiência do motor especialmente importante.

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3. Os Motores a Gasóleo são Adequados para Operações Pesadas Sustentadas

Muitos motores a gasóleo de alta resistência são concebidos para longos períodos de carga elevada.

Os seus componentes internos podem, portanto, ser concebidos com margens de resistência e durabilidade substanciais.

Dependendo da aplicação, isto pode incluir:

• Pistões de maior resistência

• Bielas fortes

• Cambotas robustas

• Bronzes de maior dimensão

• Blocos de cilindros reforçados

• Cabeças de cilindro de alta resistência

• Pinos de pistão mais fortes

• Sistemas avançados de arrefecimento de pistões

A distinção importante é que nem todos os motores a gasóleo são automaticamente mais fortes do que todos os motores a gasolina.

Um motor a gasóleo de um pequeno carro de passageiros e um grande motor a gasóleo de um camião comercial têm ciclos de trabalho muito diferentes.

A afirmação correta é:

Muitos motores a gasóleo de alta resistência são concebidos para um funcionamento com carga elevada sustentada e, por isso, requerem componentes internos altamente robustos.

Esta é uma das razões pelas quais os motores a gasóleo têm sido tradicionalmente atrativos para veículos comerciais.

Com práticas de manutenção e revisão adequadas, alguns motores a gasóleo de alta resistência podem acumular várias centenas de milhares de quilómetros de serviço. A vida útil real, no entanto, depende fortemente do design do motor, do ciclo de trabalho, da manutenção, da carga, das condições de funcionamento e do histórico de revisões.

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4. A Sobrealimentação (Turbo) Funciona Extremamente Bem com Gasóleo

O turbocompressor é agora comum tanto em motores a gasóleo como a gasolina.

No entanto, a sobrealimentação tem sido particularmente importante para o desenvolvimento dos modernos motores a gasóleo.

Um turbocompressor utiliza a energia dos gases de escape para forçar a entrada de mais ar no motor. Mais ar disponível permite que o motor queime mais combustível mantendo as condições de combustão necessárias.

Os modernos sistemas turbo-diesel podem combinar:

• Turbocompressores

• Intercoolers

• Injeção common-rail de alta pressão

• Múltiplos eventos de injeção

• Gestão eletrónica do motor

• Recirculação de gases de escape

• Filtros de partículas diesel

• Redução catalítica seletiva

Como a combustão a gasóleo se baseia na ignição por compressão em vez de uma carga pré-misturada inflamada por faísca, os motores a gasóleo podem combinar taxas de compressão relativamente elevadas com a sobrealimentação sem a restrição de "detonação" que limita tradicionalmente os motores a gasolina.

O resultado é um motor compacto capaz de produzir um binário forte enquanto mantém uma boa eficiência.

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5. O Gasóleo tem Características que se Adequam a Aplicações de Alta Resistência

O gasóleo tem uma volatilidade menor do que a gasolina e um ponto de inflamação mais elevado.

Isto significa que o gasóleo é menos propenso a formar vapores altamente inflamáveis sob condições ambientais normais.

Isto pode ser uma vantagem prática adicional no armazenamento e manuseamento do combustível.

No entanto, as características de manuseamento do combustível não são a principal razão pela qual os camiões modernos utilizam gasóleo.

As principais razões continuam a ser:

Binário + eficiência + durabilidade + adequação a cargas pesadas sustentadas

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Desempenho de Alta Resistência Não é o Mesmo que Desempenho de Carro Desportivo

O termo "desempenho" pode ser enganador.

Tanto um camião como um carro desportivo podem ser descritos como veículos de alto desempenho, mas são concebidos em torno de definições de desempenho completamente diferentes.

Desempenho de Alta Resistência

Para um camião, desempenho pode significar:

• Puxar um reboque pesado

• Transportar uma carga útil grande

• Subir inclinações

• Manter a velocidade sob carga

• Operar eficientemente por longas distâncias

• Sobreviver a um ciclo de trabalho exigente

Os motores a gasóleo são particularmente adequados para estes requisitos.

Desempenho de Carro Desportivo

Para um carro desportivo, desempenho pode significar:

• Aceleração rápida

• Velocidade elevada do motor

• Resposta rápida ao acelerador

• Peso reduzido do veículo

• Elevada relação potência-peso

• Potência máxima elevada

• Desempenho em pista

Os motores a gasolina têm sido tradicionalmente bem adequados para este tipo de aplicação porque podem operar a rotações mais elevadas e ser concebidos em torno de grupos propulsores relativamente leves e reativos.

É por isso que seria enganador dizer simplesmente:

"O gasóleo é melhor para veículos de alto desempenho."

Uma distinção melhor é:

O gasóleo é particularmente adequado para o desempenho de alta resistência, enquanto os motores a gasolina são tradicionalmente adequados para o desempenho focado em altas rotações e relação potência-peso.

Certamente que têm existido veículos de desempenho e de corrida movidos a gasóleo. O Audi R10 TDI e o Peugeot 908 são exemplos famosos de corridas de resistência.

Mas estes exemplos não devem ser confundidos com a filosofia de design típica de um carro desportivo moderno.

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Por que é que os Automóveis de Passageiros Ofereciam Motores a Gasóleo e a Gasolina?

Se o gasóleo funciona tão bem para camiões, porque é que os fabricantes colocaram motores a gasóleo em automóveis de passageiros comuns?

Porque os automóveis de passageiros podem ser utilizados de formas muito diferentes.

Um condutor que percorre 50 000 km por ano em autoestradas pode avaliar a eficiência de combustível de forma muito diferente de alguém que conduz oito quilómetros para o trabalho todos os dias.

Durante muitos anos, oferecer ambos os tipos de motor permitiu aos fabricantes servir diferentes clientes com praticamente a mesma plataforma de veículo.

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1. A Economia de Combustível Tornou o Gasóleo Atrativo

Os motores a gasóleo têm geralmente uma vantagem de eficiência térmica sobre os motores a gasolina convencionais.

Para condutores que percorrem grandes distâncias anuais, especialmente em autoestrada, isto poderia traduzir-se em poupanças de combustível significativas.

Isto foi particularmente atrativo para:

• Condutores de longa distância

• Motoristas de táxi

• Operadores de frotas

• Representantes de vendas

• Condutores de autoestrada

• Condutores que rebocam atrelados ou caravanas

Para estes clientes, o preço de compra mais elevado ou a maior complexidade mecânica de um veículo a gasóleo podiam, potencialmente, ser justificados pelo menor consumo de combustível ao longo de muitos quilómetros.

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2. A Europa Tornou-se um Grande Mercado de Automóveis de Passageiros a Gasóleo

Os automóveis de passageiros a gasóleo tornaram-se particularmente populares na Europa.

Vários fatores contribuíram para isso, incluindo a tributação sobre os combustíveis, os padrões de condução, os requisitos de eficiência dos veículos e o desenvolvimento de tecnologia turbo-diesel cada vez mais refinada.

Os condutores europeus acumulavam frequentemente uma quilometragem anual substancial, tornando a economia de combustível um fator importante na decisão de compra.

Isso ajudou a criar um grande mercado para versões a gasóleo de automóveis de passageiros comuns.

Exemplos incluíram:

• Volkswagen Golf TDI

• BMW 320d

• Mercedes-Benz C220 CDI

• Ford Focus TDCi

• Modelos Peugeot HDi

O ponto importante é que a mesma plataforma de veículo poderia servir diferentes clientes.

Uma versão a gasolina poderia proporcionar uma experiência de condução reativa e relativamente silenciosa.

Uma versão a gasóleo poderia atrair um condutor que percorria muitos quilómetros e que dava prioridade à economia de combustível e à força de tração a baixa rotação.

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3. A Tecnologia Turbo Diesel Mudou o Gasóleo nos Automóveis de Passageiros

Os automóveis de passageiros a gasóleo mais antigos tinham a reputação de serem:

• Barulhentos

• Lentos

• Poluentes (fumo negro)

• Ásperos

• Difíceis de arrancar com tempo frio

A tecnologia diesel moderna mudou isso consideravelmente.

O desenvolvimento de:

• Sobrealimentação (Turbo)

• Intercooling

• Injeção common-rail de alta pressão

• Controlo eletrónico de combustível

• Múltiplos eventos de injeção

tornou os automóveis de passageiros a gasóleo muito mais refinados.

Um turbo-diesel moderno poderia produzir um binário forte enquanto proporcionava uma condução significativamente melhor do que muitos motores a gasóleo atmosféricos antigos.

Isso ajudou o gasóleo a tornar-se uma motorização comum para automóveis de passageiros em muitos mercados.

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4. Compradores Diferentes Queriam Coisas Diferentes

Oferecer motores tanto a gasóleo como a gasolina permitiu aos fabricantes visar diferentes padrões de condução.

O gasóleo poderia fazer sentido para:

• Condutores de elevada quilometragem

• Condutores de longa distância

• Condução em autoestrada

• Veículos de frota

• Uso em táxi

• Rebocar

• Condutores que dão prioridade à economia de combustível

A gasolina pode fazer sentido para:

• Percursos urbanos curtos

• Menor quilometragem anual

• Compradores que privilegiam um custo inicial mais baixo

• Condutores que preferem um funcionamento a rotações mais elevadas

• Condutores que preferem um caráter mais silencioso ou mais reativo

A escolha correta dependia, portanto, muito da forma como o veículo seria utilizado.

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Porque é que os veículos ligeiros a gasóleo entraram em declínio?

O gasóleo não desapareceu porque a tecnologia parou subitamente de funcionar.

Pelo contrário, o equilíbrio entre vantagens e desvantagens alterou-se.

Vários fatores contribuíram para o declínio dos veículos ligeiros a gasóleo em muitos mercados.

1. Requisitos de emissões mais rigorosos

Os motores diesel modernos enfrentam desafios significativos no controlo de poluentes como:

• NOx

• Partículas

Isto levou a sistemas de controlo de emissões cada vez mais sofisticados.

Dependendo do veículo, um diesel moderno pode utilizar:

• EGR

• Catalisadores de oxidação diesel

• DPF

• SCR

• DEF/AdBlue

• Sensores de NOx

• Sensores de temperatura

• Sensores de pressão diferencial

Estes sistemas podem reduzir drasticamente as emissões, mas também aumentam a complexidade do sistema.

Por conseguinte, o diesel tornou-se cada vez mais sofisticado em vez de se tornar simplesmente obsoleto.

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2. O "Dieselgate" alterou a atitude dos consumidores e dos reguladores

O escândalo das emissões diesel de 2015 teve um enorme impacto no mercado europeu de veículos ligeiros.

De acordo com a AIE (IEA), a quota de vendas de veículos ligeiros a gasóleo na Europa caiu de aproximadamente 56% em 2015 para 40% em 2019. A AIE associou o declínio ao escândalo das emissões e às normas de emissões de poluentes cada vez mais rigorosas.

A mudança foi particularmente significativa na Alemanha, onde a quota de vendas de veículos ligeiros a gasóleo caiu de 51% em 2012 para 36% em 2019.

Isto não significou que o diesel se tornasse subitamente inadequado para todas as aplicações.

Pelo contrário, a economia e o ambiente regulamentar dos veículos ligeiros mudaram.

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3. Os veículos híbridos e elétricos mudaram a concorrência

Os veículos ligeiros a gasóleo foram outrora uma forma importante de os fabricantes melhorarem a economia de combustível.

Mas os fabricantes dispõem agora de outras tecnologias.

Estas incluem:

• Motores híbridos

• Híbridos plug-in

• Veículos elétricos a bateria

• Motores a gasolina avançados

• Desativação de cilindros

• Turbocompressão

• Transmissões de alta eficiência

À medida que estas tecnologias melhoraram, as vantagens relativas dos veículos ligeiros a gasóleo tornaram-se menos decisivas.

O diesel continua a ser extremamente importante em aplicações de veículos pesados, mas, em muitos mercados, os veículos ligeiros têm vindo a mudar para híbridos a gasolina e propulsores elétricos a bateria.

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Diesel vs. Gasolina: Comparação Rápida

Característica	Motor Diesel	Motor a Gasolina
Ignição	Ignição por compressão	Ignição por faísca
Binário a baixa rotação	Características de binário forte a baixas RPM	Depende do design do motor
Eficiência térmica	Geralmente mais elevada	Geralmente mais baixa
Velocidade de operação típica	Geralmente mais baixa	Geralmente mais elevada
Operação com carga pesada	Particularmente bem adaptado	Depende da aplicação
Economia de combustível	Frequentemente vantajosa para uso sustentado/alta carga	Frequentemente vantajosa para uso mais leve, dependendo do veículo
Estrutura do motor	Os designs de carga pesada utilizam componentes robustos	Muitos designs privilegiam menor peso e maior RPM
Foco nas emissões	O controlo de NOx e partículas são grandes desafios	As emissões de CO, HC, NOx e partículas requerem controlo
Pós-tratamento	DPF/SCR/EGR comumente usados dependendo da aplicação	O catalisador de três vias é comum; GPF é usado em alguns motores GDI modernos
Aplicações comuns	Camiões pesados, autocarros, equipamento industrial	Veículos ligeiros, desportivos, motociclos
Força típica	Tração a baixa rotação, eficiência, durabilidade em aplicações exigentes	Operação a altas RPM, reatividade, relação peso-potência

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O que isto significa para as peças do motor?

Os motores diesel e a gasolina partilham muitos componentes fundamentais, mas as exigências colocadas a esses componentes podem ser muito diferentes.

Um motor diesel para veículos pesados pode exigir componentes particularmente robustos:

• Pistões

• Segmentos de pistão

• Pernos de pistão

• Bielas

• Cambotas

• Bronzes

• Cabeças de motor

• Juntas da cabeça

• Sistemas de arrefecimento

O pistão é um excelente exemplo.

Como muitos motores diesel operam com elevadas pressões de cilindro e cargas térmicas substanciais, os seus pistões podem utilizar coroas reforçadas, zonas de segmentos mais resistentes, pernos maiores, galerias de arrefecimento a óleo ou outras características específicas da aplicação.

Esta é uma das razões pelas quais um pistão diesel pode ser mais pesado e mais caro do que um pistão para um motor a gasolina comparável.

No entanto, diesel não significa automaticamente que todos os componentes são maiores ou mais pesados.

O design real depende de:

• Cilindrada do motor

• Diâmetro e curso

• Taxa de compressão

• Pressão do turbo

• Sistema de combustão

• Velocidade do motor

• Ciclo de trabalho

• Materiais

• Estratégia de arrefecimento

• Design do fabricante

É por isso que as peças do motor devem ser sempre selecionadas de acordo com a aplicação exata do motor, em vez de simplesmente pelo modelo do veículo.

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Os motores diesel e a gasolina têm também prioridades de manutenção diferentes

Os motores diesel podem exigir atenção especial a:

• Sistemas de combustível de alta pressão

• Injetores de combustível

• Turbocompressores

• Sistemas EGR

• Sistemas DPF

• Sistemas SCR/AdBlue

• Velas de incandescência

• Segmentos de pistão

• Componentes internos para carga pesada

Os motores a gasolina podem exigir atenção especial a:

• Velas de ignição

• Bobinas de ignição

• Injetores de combustível

• Corpos de borboleta

• Correntes ou correias de distribuição

• Turbocompressores em motores modernos

• Filtros de partículas a gasolina em algumas aplicações GDI

Mas ambos os tipos de motor dependem, em última análise, dos mesmos princípios básicos de uma boa manutenção.

Necessitam das corretas:

• Juntas

• Vedantes

• Filtros

• Pistões

• Segmentos de pistão

• Bronzes

• Componentes de distribuição

• Bombas de óleo

• Componentes de arrefecimento

E quando um motor é reconstruído, o código exato do motor, dimensões, especificações e referências originais são cruciais.

Uma peça diesel não é automaticamente intercambiável com uma peça a gasolina só porque ambos os motores estão instalados no mesmo modelo de veículo.

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FAQ

Porque é que os camiões usam gasóleo em vez de gasolina?

Os motores diesel são particularmente adequados para aplicações de carga pesada porque proporcionam um binário forte a baixa velocidade, uma eficiência térmica geralmente elevada e um desempenho robusto durante operações prolongadas de carga pesada.

Os motores diesel produzem sempre mais binário do que os motores a gasolina?

Não.

O binário depende da cilindrada do motor, turbo, pressão, estratégia de injeção, velocidade do motor e outros fatores de design.

Os motores diesel são simplesmente particularmente bem adaptados para produzir binário forte a rotações relativamente baixas.

Porque é que os motores diesel são geralmente mais eficientes em termos de combustível?

Os motores diesel têm geralmente uma eficiência térmica mais elevada do que os motores a gasolina convencionais. Taxas de compressão mais elevadas, combustão pobre, injeção direta e perdas por bombagem reduzidas estão entre os fatores que contribuem para esta vantagem.

Porque é que os carros desportivos não costumam usar motores diesel?

O desempenho dos carros desportivos enfatiza frequentemente altas rotações do motor, baixo peso, reatividade do acelerador, relação peso-potência e potência de topo.

Os motores a gasolina têm sido tradicionalmente bem adaptados a estas características.

Os motores diesel estão otimizados mais fortemente para o binário a baixa rotação e eficiência.

Porque é que os veículos ligeiros tinham versões a gasóleo e a gasolina?

Porque os dois motores serviam clientes diferentes.

O diesel era particularmente atraente para condutores de alta quilometragem e de longa distância devido à sua vantagem na eficiência de combustível.

A gasolina atraía clientes que privilegiavam um custo inicial mais baixo, funcionamento a rotações mais elevadas, reatividade ou percursos de curta distância.

Porque é que os veículos ligeiros a gasóleo se tornaram menos populares?

Requisitos de emissões mais rigorosos, sistemas de pós-tratamento cada vez mais complexos, o escândalo das emissões diesel de 2015 e a crescente disponibilidade de veículos híbridos e elétricos contribuíram para o declínio dos veículos ligeiros a gasóleo em muitos mercados.

Os motores diesel são mais duradouros do que os motores a gasolina?

Depende do motor e da aplicação.

Muitos motores diesel de carga pesada são concebidos especificamente para operações sustentadas de carga elevada e podem alcançar uma vida útil muito elevada com a manutenção adequada.

Isso não significa que todos os motores diesel durem mais do que todos os motores a gasolina.

Os motores diesel são melhores para viagens curtas?

Não necessariamente.

Os veículos diesel modernos com filtros de partículas e outros sistemas de controlo de emissões podem ser menos adequados para operações repetidas de trajetos curtos, porque o sistema de escape pode nem sempre atingir as condições necessárias para uma regeneração eficaz.

A adequação depende do veículo específico, do sistema de emissões, do padrão de condução e das recomendações do fabricante.

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Reflexões finais

Os motores diesel tornaram-se dominantes em camiões pesados e outras aplicações exigentes por uma razão prática: são particularmente adequados para mover cargas pesadas de forma eficiente durante longos períodos de tempo.

A sua combinação de:

binário forte a baixa rotação + elevada eficiência térmica + design robusto para serviço pesado

torna-os uma escolha natural para camiões, autocarros, equipamento industrial e outros veículos que passam grande parte da sua vida útil sob carga.

Os motores a gasolina, por sua vez, permanecem altamente adequados para aplicações onde:

alta rotação do motor + reatividade + menor peso + desempenho peso-potência

são importantes.

É por isso que os dois tipos de motores podiam coexistir no mesmo modelo de veículo ligeiro.

Durante muitos anos, os fabricantes podiam oferecer uma versão a gasolina para um tipo de condutor e uma versão a gasóleo para outro.

O mercado mudou desde então. Requisitos de emissões mais rigorosos, pós-tratamento diesel cada vez mais sofisticado, o escândalo das emissões diesel e a ascensão de propulsores híbridos e elétricos reduziram o papel do diesel nos veículos ligeiros.

Mas o diesel continua a ser altamente relevante onde os seus pontos fortes fundamentais mais importam.

A questão importante não é se o diesel ou a gasolina são universalmente melhores.

A questão é:

Para que foi concebido o motor e como será o veículo realmente utilizado?

É, em última análise, por isso que um camião, um carro desportivo e um citadino familiar podem usar motores de combustão interna, escolhendo tecnologias de combustão muito diferentes.