Glauco Diniz Duarte Viagens – Como funciona motor turbo compressor
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, observando algumas regras básicas da dinâmica gasosa, o Dr. Alfred J. Buchi, na Suiça, desenvolveu, em 1905, os primeiros estudos sobre o turbocompressor. Entre 1909 à 1914, surgiram os primeiros motores equipados com turbo no mundo. Existem registros indicativos de que em 1910, numa corrida realizada na Flórida, o vencedor foi um carro de passeio de 6 cilindros, cujo motor era equipado com um supercompressor.
Porém, estudos do Dr. Alfred J. Buchi, considerados muito avançados para sua época, ficaram em banho-maria por aproximadamente 10 anos. Suas pesquisas foram retomadas e refeitas, pois existiam muitos problemas a serem solucionados, o objetivo era fazer com que a produção de Turbo Compressores passasse a ter economia de escala, isto ocorreu primeiramente na Europa e depois nos Estados Unidos.
Na segunda grande guerra, o General Eletric desenvolveu os Turbo Compressores para aplicação nos aviões militares, dando ao sistema o status de importante recurso para a aviação de guerra. Atualmente, os turbos são utilizados em automóveis, caminhões, ônibus, equipamentos de agricultura, embarcações, aeronaves e em muitas outras aplicações. Podemos dizer, basicamente, que um motor está sobrealimentado quando, através de um turbocompressor, utiliza a pressão dos gases de escape para elevar a pressão de linha de admissão do motor.
Este recurso proporciona melhor aproveitamento de energia, pois, a pressão dos gases de escape depende da rotação do motor, que em um motor de aspiração natural supostamente seria desprezado.
O QUE É TURBO?
O Turbo é um equipamento que aumenta o torque e a potência do motor por meio do incremento da mistura ar/combustível, propiciando a construção de motores menores e mais potentes. Devido ao reaproveitamento dos gases expelidos pelo motor para acionar o rotor da turbina e consequentemente o rotor do compressor, o ar é admitido e enviados para os cilindros sob pressão, proporciona assim, uma melhor queima de combustível, diminui a emissão de poluentes, melhora a dirigibilidade e confere um excepcional desempenho no motor.
O turbo é composto por uma turbina e um compressor de ar rotativos, situados em lados opostos de um mesmo eixo. Os rotores do compressor e da turbina são envolvidos por carcaças denominadas carcaça do compressor e carcaça da turbina, cuja função é direcionar o fluxo de gases através das palhetas dos rotores. A carcaça central sustenta o eixo através de mancais flutuantes, galerias no interior da carcaça levam o óleo lubrificante aos mancais radiais e axial.
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COMO FUNCIONA?
O princípio do turbocompressor é basicamente aproveitar a energia contida nos gases de escapamento, utilizada para comprimir o ar que vai ser admitido pelo motor. O resultado final disso tudo é que um motor com turbo tem uma potência de 30 a 200% (dependendo da pressão utilizada) maior que um motor aspirado com a mesma cilindrada. Durante o funcionamento de um turbocompressor, gases provenientes do motor, são direcionados por intermédio do coletor de escape para a carcaça da turbina. Esses gases possuindo energia na forma de pressão, temperatura e velocidade, provocam a rotação do rotor da turbina e consequentemente do rotor do compressor.
Com a rotação, o ar atmosférico (que deverá estar previamente filtrado), é aspirado e posteriormente comprimido pelo rotor do compressor, de onde segue para os cilindros do motor, direcionado pelo coletor de admissão. Dispondo de uma pressão maior na admissão, os cilindros não terão perda de energia no ciclo de admissão. Havendo maior massa de ar a entrada dos cilindros, pode-se queimar maior quantidade de combustível além de obter-se a combustão completa da mistura. Aliando estas três características, o resultado obtido é um aumento significativo da potência e torque do motor e diminuição na emissão de poluentes e consumo de combustível.
VANTAGENS
Hoje em dia com as novas leis de emissão de poluentes, para os motores ciclo diesel não seria possível atingir as metas estabelecidas sem um turbocompressor, além de proporcionar potência e uma significativa diminuição de consumo de combustível. Uma das outras vantagens do turbocompressor é seu custo/benefício altamente vantajosa quando comparado a uma preparação convencional.
Quando se fala em custo/benefício se fala em quanto se gasta para atingir uma determinada potência especifica (é a relação potência/cilindrada) para um determinado motor. Por exemplo, atingir uma potência em torno de 280/300 CV em um motor 2 litros, o turbo custa menos da metade do que atingir a mesma potência em um motor aspirado. Sem contar que um motor turbo a este nível ainda daria condições de ser utilizado em um carro de rua sem grandes transtornos (acima de determinadas potências especificas só com turbo).
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