Toyota Corolla e Corolla Cross: entenda como funciona o sistema híbrido flex

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As vendas saltaram de menos de 4.000 unidades por ano em 2018 para quase 35.000 em 2021, e para mais de 20.000 só no primeiro semestre deste ano, com projeção de fechamento recorde acima de 40.000 unidades.

Mas, afinal, como funciona a motorização híbrida aplicada à família? É o que a Mobiauto explicará neste artigo. Para isso, visitamos a fábrica da Toyota em Sorocaba (SP), onde o Corolla Cross é produzido. Lá, a empresa detalhou o funcionamento dos principais componentes desse interessante conjunto.

A origem do motor híbrido dos irmãos Corolla

Apesar de os atuais Corolla e Corolla Cross nascerem de uma plataforma relativamente nova, a TNGA – lançada globalmente em 2015 e trazida para o Brasil em 2019 –, a motorização 1.8 híbrida que os equipa já está no mercado há mais tempo.

Ela advém de uma família de motores chamada ZR, estreada pela fabricante japonesa em 2007, e que possui características em comum entre todas as especificações: propulsores sempre com quatro cilindros em linha, 16 válvulas, cabeçote de alumínio e tecnologia dual VVT-i, que promove a variação de fases dos comandos tanto de admissão quanto escape.

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Motor 1.8 já é um velho conhecido

Dentro dessa família há os motores 1RZ (com 1,6 litro de deslocamento), 2ZR (1.8) e 3RZ (2.0). Faz parte dela a especificação 2ZR-FBE flex de 144 cv usada pelo Corolla sedan em nosso mercado nas gerações 10 e 11. Só que, no caso deles, era um propulsor 100% a combustão e com ciclo Otto.

Deste mesmo bloco surgiu em 2009 um motor 1.8 híbrido de ciclo Atkinson, utilizado pela penúltima geração do Prius, conhecida de vários paulistanos por ter rodado muitos anos na maior cidade do Brasil em um projeto piloto, como táxis. 

Desde então, esse conjunto não sofreu muitas modificações. A grande sacada foi sua conversão para flexível, aceitando gasolina e/ou etanol em qualquer proporção. Essa especificação se chama 2ZR-FXB. O ciclo Atkinson, obtido através da expansão do tempo de abertura da válvula de admissão, foi mantido, o que significa uma diferença importante em termos de eficiência energética e potência.

Por um lado, com o aumento no tempo de expansão dos gases dentro da câmara, os pistões precisam fazer menos força na fase de compressão, gerando um melhor aproveitamento de energia. Por outro, reduz sobremodo a potência, a ponto de esse motor render apenas 98/101 cv de potência (gasolina/etanol), a 5.200 rpm, e 14,5 kgfm (com qualquer combustível), a 3.600 rpm. São dados similares aos de um motor 1.5 ou 1.6 com ciclo Otto. 

Claro que aí vem o auxílio do motor elétrico, que gera 72 cv e 16,6 kgfm extras, formando 122 cv combinados (a Toyota não informa um torque conjunto). Ainda assim, o desempenho de SUV e sedan passam longe de ser lá muito empolgantes. Eles vão de 0 a 100 km/h em cerca de 12 segundos e não passam de 170 km/h de máxima. Mas essa, lembremos, não é a proposta nem o principal trunfo dos dois modelos.

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Motor elétrico de tração embutido ao câmbio

Falando em motor elétrico, ele na verdade são dois, um de tração e um gerador. O de tração também fica posicionado sobre o eixo dianteiro do veículo, acoplado à caixa de câmbio. Incomum em modelos modernos, ela é do tipo transeixo, formada por um conjunto de engrenagens e planetária que une as forças dos dois motores de tração (elétrico e térmico).

Compacta, a caixa possui apenas três relações mecânicas: uma à frente, uma à ré e a do freio-motor. Um redutor dotado de um dispositivo de divisão de potência gerencia o fornecimento de força entre combustão e elétrica, de acordo com o movimento relativo dos motores. É essa combinação que forma o efeito de relações continuamente variáveis, típica dos CVT com polias.

O PCU

Enquanto o motor a combustão é alimentado pela gasolina ou etanol presentes no tanque, o motor elétrico funciona a partir da energia suprida pelo motor gerador, o PCU (sigla em inglês para Unidade de Controle de Potência).

A função do PCU é bem importante no processo: ele ajuda a determinar qual motor tracionará as rodas, de acordo com a circunstância de uso. Gerencia, ainda, o fornecimento de eletricidade da bateria para o motor elétrico e vice-versa, aproveitando a regeneração da energia cinética dissipada nas frenagens e desacelerações.

Também controla o fornecimento de energia do próprio motor a combustão para as baterias.  Afinal, lembremos, Corolla Hybrid e Corolla Cross Hybrid não são híbridos com recarga externa.

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O conjunto de baterias

A bateria, por sua vez, constitui-se de 28 módulos com seis células de níquel-cádmio (o mesmo tipo de bateria presente em pilhas comuns) com 1,2 Volt cada, formando uma tensão nominal de 201,6 Volts. E apesar de ter o perímetro menor que o de uma carteira escolar, ela pesa 80 kg, e fica localizada sob o banco traseiro tanto do sedan quanto do SUV.

A capacidade é relativamente pequena, apenas 1,3 kWh, longe dos mais de 40 ou 50 kWh das enormes baterias presentes em carros elétricos. Assim, o motor elétrico tem energia disponível para atuar sozinho em momentos pontuais do trajeto, como a partida, a arrancada inicial do veículo e retomadas mais vigorosas.

Mesmo que o motorista selecione o modo EV (propulsão 100% elétrica) no painel, o motor 1.8 térmico será ativado automaticamente a qualquer pressão mais forte no acelerador, ou quando o veículo atingir 50 km/h.

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Como o motor híbrido ajuda a economizar combustível

Ainda assim, essa ação dos motores elétricos nos momentos em que o consumo é mais crítico, permite que o Corolla sedan alcance um consumo declarado de 17,9 km/l na cidade com gasolina, segundo o Inmetro, enquanto o Corolla Cross atinge 17,8 km/l.

O curioso é que, justamente por ter uma atuação elétrica focada nos momentos de aceleração e retomada, além de aproveitar a energia das desacelerações e frenagens para recuperar a carga da bateria, Corolla sedan e Corolla Cross híbridos são mais econômicos em ciclo urbano do que rodoviário, o oposto do que acontece com modelos a combustão. Confira os dados:

Toyota Corolla sedan Hybrid - Consumo (Inmetro)
11,8 km/l com etanol na cidade
10,5 km/l com etanol na estrada
17,9 km/l com gasolina na cidade
15,4 km/l com gasolina na estrada

Toyota Corolla Cross Hybrid - Consumo (Inmetro)
11,8 km/l com etanol na cidade
9,7 km/l com etanol na estrada
17,8 km/l com gasolina na cidade
14,7 km/l com gasolina na estrada

A má notícia é que, para alocar a bateria, a Toyota reduziu o volume do tanque de combustível do Corolla sedan para 43 litros, e o do Corolla Cross mais ainda, para apenas 36 litros. Ainda assim, dentro da cidade, a autonomia de ambos entre os reabastecimentos consegue ser similar ou até superior à de qualquer modelo apenas a combustão.

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