Glauco Diniz Duarte Empresa – Como funciona um turbocompressor
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, os primeiros estudos a respeito do turbocompressor aconteceram no início do século XX na Suíça, com a aplicação dos conhecimentos do Engenheiro Alfred Büchi sobre dinâmica dos fluidos.
Em 1909 Alfred Büchi juntou-se a Sulzer Brothers Ltd. e continuou seus estudos, iniciados em 1905, para a aplicação do turbo charge em motores diesel de aplicação marítima.
Turbo Compressor em Pleno Funcionamento
Em 1911 a empresa abre uma planta experimental para o desenvolvimento de turbos charges e graças a este investimento o primeiro protótipo surge em 1915.
Este estudo estava à frente do seu tempo, considerado avançado para a época, só foi retomado em meados dos anos 1930 e 1940 com intuito de solucionar os problemas das pesquisas do engenheiro.
O novo estudo tinha como objetivo, tornar a produção de turbocompressores uma economia de escala, iniciando primeiramente na Europa e depois nos Estados Unidos.
Da Engenharia Naval para as demais Engenharias
Na Segunda Guerra Mundial o sistema de turbocompressores foi aplicado em motores de aviões militares, esta adaptação foi desenvolvida pela General Eletric.
Com essa nova aplicação e as novas tecnologias, seu processo de fabricação tornou-se mais rápido e barato, alavancando esta tecnologia.
Atualmente seu emprego é amplo e enquadra nas áreas navais, aeroespaciais, automotivas e energéticas.
O uso de sistemas de sobrealimentação é comumente empregado na engenharia automobilística devido ao aumento do rendimento dos motores. Porém no início, o ponto fraco dos turbocompressores era seu rendimento em baixas rotações.
Hoje, existem sistemas para solução desse e de outros problemas, como o caso do anti-lag.
O sistema turbocompressor aumenta o rendimento volumétrico do motor por consequência o rendimento global do mesmo.
Este ganho significativo de eficiência é suficiente para aumentar a potência do motor, tornado o uso desta tecnologia muito comum entre preparadores e amantes por velocidade.
Apesar do aumento de potência, o torque tende a sofrer uma queda mínima se comparado ao torque máximo obtido pelo motor sem o sistema. Porém, o sistema eleva o torque disponível em todos os regimes.
Como funciona e como é instalado o Turbocompressor
O sistema é dividido em duas partes: quente e fria, como apresentado na imagem a baixo.
Como Funciona um Turbocompressor
Parte quente do turbocompressor
A parte quente corresponde a turbina. Ela é responsável por transformar a energia (gases a alta temperatura e pressão) presente no fluido de escape em energia mecânica, rotacionando a turbina.
O eixo que liga a turbina ao compressor transmite essa energia para o compressor, comprimindo o ar de admissão, fazendo com que um maior volume de ar seja admitido pelo motor.
Parte fria do Turbocompressor
A parte fria corresponde ao compressor. Ele é responsável pela compressão do ar admitido, para isso, aproveita a energia dos gases de escape coletada pela turbina e fornece esta energia para os gases de admissão.
Explicação do Funcionamento de um Turbocompressor
Essa compressão promove a admissão da maior quantidade de ar para a combustão, comparado ao um motor sem o sistema turbocompressor, aumentando o seu rendimento devido a otimização da mistura para a combustão e aproveitamento da energia presente nos gases de escape.
Para que serve o intercooler e aftercooler?
O intercooler é localizado antes da turbina, enquanto o aftercooler encontra-se posicionado entre a turbina e o coletor de admissão, a função de ambos é diminuir a temperatura do ar de admissão em pelo menos 20°C.
Aconselha-se o uso de inter/aftercooler para motores com pressão maior que 0,8 bar, devido a alta temperatura que o ar de admissão pode chegar.
Válvulas Wastegate
Essa válvula é responsável por controlar a pressão da turbina, ela é acionada quando a pressão tende a passar da pressão estabelecida pelo projeto.
