A McLaren não faz as coisas como qualquer outra marca de automóveis. Para o hipercarro W1, pegou em muita da sabedoria convencional sobre sistemas híbridos e atirou-a pela janela.
O resultado é um carro de 1.258 CV que pode andar com duas relações de caixa diferentes engrenadas ao mesmo tempo.
Num veículo híbrido com transmissão convencional, o motor elétrico pode estar diretamente ligado ao motor de combustão interna, ou pode existir algum tipo de dispositivo de desconexão entre os dois. Neste último caso, esse dispositivo de desconexão pode ser uma embraiagem separada, ou pode ser simplesmente o conversor de binário ou o conjunto de embraiagem da transmissão.
A McLaren utilizou algumas disposições de fluxo de potência diferentes nos seus híbridos. O P1 e o Artura têm o motor elétrico à frente das embraiagens duplas da transmissão, mas com uma embraiagem separada entre o motor e o motor elétrico. Ao desligar esta embraiagem, o motor elétrico pode acionar as rodas por si só. O Speedtail também tinha o e-motor à frente das embraiagens da transmissão, mas sem um dispositivo de desconexão entre este e o motor e, portanto, sem modo de condução totalmente elétrica.
Com o W1, a McLaren tem o motor elétrico posicionado depois das embraiagens da transmissão. Isto não é invulgar, mas o que é novo é que o motor elétrico de 342 CV só funciona com as relações de caixa pares.
Como é que isto funciona? Richard Jackson, engenheiro de propulsão da McLaren, explica-nos. “Desta vez, o motor elétrico está montado na parte lateral, atrás das embraiagens, e é alimentado por uma engrenagem intermediária num veio que passa fora dos dois veios de entrada”, afirma.
Numa transmissão de dupla embraiagem, há dois veios concêntricos, um para as mudanças pares e outro para as mudanças ímpares, e cada um tem a sua própria embraiagem. As duas embraiagens vivem concentricamente num único conjunto de embraiagem. Com a W1, temos os dois veios de entrada, mais o veio do motor elétrico, todos a funcionar concentricamente, um veio dentro de um veio que está , por sua vez, dentro de um terceiro veio. Dois sincronizadores na parte de trás da transmissão permitem a seleção das relações ímpares.
“Com o motor elétrico, temos a opção de partilhar efetivamente a mudança com o motor de combustão interna, dependendo da forma como engatamos os sincronizadores”, explica Jackson. “Ambos podem funcionar em 2ª, 4ª, 6ª, 8ª, mas com o [motor de combustão interna], se quisermos engrenar a 3ª velocidade, ainda temos a opção de o motor elétrico estar em 2ª ou 4ª, dependendo dos sincronizadores.”
Quando o motor está numa mudança ímpar, a embraiagem para as mudanças pares desliga-se. Mas como o e-motor alimenta a potência depois das embraiagens principais, continua a funcionar nessas relações pares. Com os sincronizadores, o carro escolhe qual a mudança par em que o motor circula.
Jackson diz-nos que este sistema tem todo o tipo de vantagens. Para começar, colocar o motor depois das embraiagens permite uma maior produção de binário, uma vez que o fator limitador é o material de fricção das embraiagens. Com quatro relações de transmissão para o motor elétrico, é possível obter uma grande multiplicação do binário nas relações mais baixas, caso se pretenda um grande impulso elétrico, ou utilizar uma das relações mais elevadas para obter uma maior eficiência e um funcionamento mais silencioso. Há também cenários em que se pode engrenar as mudanças com o motor, mas mantendo o e-motor numa relação constante para fornecer potência consistente às rodas traseiras.
“Isso dá-nos muitas oportunidades, mas também muitas dores de cabeça sobre qual é a melhor estratégia quando se tem esse grau extra de liberdade para o e-motor e o ICE”, diz Jackson.
Os engenheiros da McLaren estão a lidar com isso agora. Algumas combinações de mudanças não são possíveis devido à forma como os sincronizadores funcionam, mas Jackson descreve cenários em que o motor funciona na 3ª velocidade enquanto o e-motor está na 2ª ou 4ª, e outro em que o motor está na 5ª e o e-motor na 8ª. E quando o motor está numa mudança par, vai funcionar na mesma que o e-motor.
Tanto quanto sabemos, mais ninguém faz isto. A Lamborghini faz algo semelhante com o Revuelto. Tem um mecanismo de acoplamento único que pode alimentar a potência do e-motor juntamente com o motor através de todas as mudanças para a frente, ou utilizar o e-motor para alimentar as rodas traseiras depois da transmissão. Isto tem as suas próprias vantagens, mas não é uma solução que permita que o motor e o e-motor funcionem em diferentes relações de transmissão ao mesmo tempo.
Representa uma abordagem muito diferente à utilização da eletricidade em relação ao que a McLaren foi pioneira com o P1. Enquanto o motor elétrico do P1 fornecia “enchimento de binário”, utilizando o seu binário instantâneo para colmatar lacunas na potência do motor de combustão interna, o sistema híbrido do W1 tem tudo a ver com o fornecimento constante de potência.
Jackson diz que foi durante o desenvolvimento do Artura que a McLaren se apercebeu de uma desvantagem da abordagem de preenchimento de binário. É preciso uma tonelada de energia eléctrica. “Depressa nos apercebemos que estamos a consumir essa capacidade rapidamente. E, obviamente, temos uma bateria de capacidade relativamente pequena no W1, por isso precisamos mesmo de tirar o máximo partido da energia.”
O desenvolvimento de um novo V8 personalizado de 918 CV permite à McLaren otimizar melhor o desempenho da combustão interna. “Ao pressionar os fornecedores de turbo e o sistema de combustão que temos, que é tão bom, podemos produzir essa potência específica elevada sem ter um motor tão lento”, diz Jackson. Esta é a vantagem de mais de uma década de progresso na conceção do sistema de combustão e na ciência dos materiais desde o P1. É também a vantagem de conceber a sua própria transmissão.
Tudo isto reflete a busca da McLaren pelo sistema mais leve e mais simples para fornecer uma tonelada de energia elétrica extra. Foi por isso que optou por uma bateria pequena e evitou a geometria variável da turbina ou os turbocompressores elétricos.
