Glauco Diniz Duarte Empresa – Funcionamento de um turbocompressor

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, os turbocompressores tem grande importância para os carros de corrida ou carros esportivos de alto desempenho. O turbo pode aumentar de maneira bastante intensa a potência do motor sem aumentar muito o seu peso e exatamente por isso se tornaram tão populares. Os turbocompressores podem também ser usados em motores a diesel de pequeno, médio e grande porte.

A seguir vamos explicar como funciona um turbocompressor e de que maneira ele ajuda a aumentar a potência que é produzida por um motor bem como suporta as condições mais extremas de funcionamento. Tire todas as suas dúvidas a respeito desse equipamento tão essencial para tantos carros e afins.

O Que São Turbocompressores?

Trata-se de um sistema de indução forçada que comprime o ar que chega ao motor. A compressão de ar torna possível que o motor receba mais ar no seu cilindro de maneira que uma quantidade maior de combustível pode entrar. Com isso se tem uma maior potência que oferece explosões mais fortes nos cilindros. Para que fique mais claro um motor que tem o turbocompressor funciona bem melhor do que aquele que não possui o dispositivo.

A compressão do ar é obtida por meio do fluxo de gases do escapamento do motor que é usado para rodar a turbina que então gira o compressor. Essa turbina tem a capacidade de girar numa velocidade de aproximadamente 150 mil rotações por minuto e sendo até 30 vezes mais veloz que boa parte dos motores dos automóveis. A turbina tem ligação com o escapamento e por isso as temperaturas dentro dela são bem altas.

O Funcionamento do Turbocompressor – Princípios Básicos

Uma forma de conseguir mais potência para um motor é aumentar a quantidade de combustível e ar que ele irá queimar. Para garantir essa maior quantidade de ar/combustível é possível acrescentar cilindros ou tornar aqueles que já existem maiores. Contudo, bem sempre essas mudanças são possíveis. Uma maneira simples e compacta de acrescentar potência é através do uso de um turbo. O acessório para fazer esse turbo é vendido em lojas ou mesmo em oficinas para preparar os motores.

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Altitudes Elevadas do Turbocompressor

O turbocompressor oferece auxilio em altitudes elevadas nos locais em que o ar tem menos densidade. Os motores convencionais podem perder potência nas altitudes elevadas uma vez que para cada curso do pistão o motor recebe uma massa de ar reduzida. O motor que tem turbocompressão pode ainda contar com redução de potência, contudo, essa redução não tem tantos problemas uma vez que o ar é mais fino e por isso fácil de ser bombeado pelo turbocompressor.

Os carros que são mais antigos e que tem carburadores tem aumento da vazão de combustível de maneira a se ajustar ao maior fluxo de ar que adentra os cilindros. Os carros modernos que possuem injeção de combustível chegam a fazer isso de alguma maneira. Esse sistema de injeção tem dependência dos sensores de oxigênio no escapamento para que se determine se a relação de ar e combustível está certa de maneira que esses sistemas tendem a aumentar a quantidade do fluxo do combustível automaticamente quando um turbo é acrescentado.

Problemas

Quando um turbocompressor que possui muita pressão é instalado num carro que tem injeção de combustível pode acontecer de o sistema não lhe dar a quantidade de combustível necessária. Nesses casos o software programado no controlador não torna isso possível ou então a bomba e os injetores não tem a capacidade de fornecer o mesmo. Pode ser necessário que outras modificações sejam feitas para que se tenha o máximo de desempenho do turbocompressor.

Como Funciona o Turbocompressor

O turbocompressor é adicionado através de parafusamento no coletor do escapamento do motor. O fluxo dos gases queimados então sai dos cilindros de maneira a girar a turbina de maneira que funciona como um motor que tem turbina a gás. Essa turbina passa a estar conectada através de uma árvore ao compressor que é localizado entre o filtro de ar e o coletor de admissão. O ar que irá chegar aos cilindros é pressurizado pelo compressor.

Quando os gases de escapamento deixam os cilindros passam então pelas palhetas da turbina de maneira que faz com que a mesma gire. Quanto maior a quantidade de gases que passam pelas palhetas da turbina faz com que elas girem. Dessa forma quanto mais gases passarem pelas palhetas mais rápido será o ritmo em que elas irão girar. A parte oposta da árvore em que a turbina está conectada estará o compressor que bombeia o ar para dentro dos cilindros. Esse compressor funciona como uma espécie de bomba centrífuga que suga o ar para parte de dentro na área central das suas palhetas e que então as lança para fora conforme vai girando.

As Palhetas do Turbocompressor

Para que consiga suportar de maneira adequada é necessário que a árvore da turbina esteja bem sustentada. Rolamentos normais acabariam explodindo numa velocidade de até 150 mil rpm. Por isso que boa parte dos turbocompressores usa um mancal fluido. O objetivo de usar o mancal é fazer com que a árvore fique mantida numa fina camada de óleo que está sempre sendo bombeada no seu entorno.

Isso tem dois objetivos que é resfriar a árvore e outras peças que fazem parte das peças do turbocompressor além de permitir que o eixo faça o seu giro sem contar com muito atrito. Um turbocompressor tem muitos compromissos envolvidos para o bom funcionamento do motor.

Pressão Demasiada

Um problema que pode surgir pelo fato de haver tanto ar sendo bombeado pelo turbocompressor para os cilindros além da compressão feita pelo pistão é que haja o risco de detonação ou batida de pino. Essa detonação ocorre porque conforme o ar é comprimido a temperatura somente aumenta.

Essa temperatura pode aumentar o bastante para que seja possível dar a ignição ou a parte da mistura do combustível que ainda não foi queimado de maneira que a combustão está em andamento. Normalmente os carros que contam com turbocompressor necessitam de combustível com uma octanagem maior para que não ocorra a detonação. Quando a pressão feita pelo turbo for muito alta a taxa de compressão do motor pode precisar ser diminuída para que não aconteça essa detonação.

Dependendo da posição em relação ao corpo que faz a mistura de combustível (carburador ou injetor de combustível), a turbina é chamada de turbocompressor (se a compressão é feita antes) ou turboaspirador (se ocorrer depois).

O primeiro tipo é o mais comum, utilizado em sistemas de injeção e a vantagem deste sistema é a de limitar as perdas de combustível. Em alguns casos, o sistema é para carburadores turboaspirador, para trabalhar no carburador como um motor de aspiração natural, facilitando o desenvolvimento.

Estrutura

É constituída por uma roda de turbina, que é movida pelos gases do escape e o compressor. O compressor, acionado pela rotação da turbina, comprime o ar e a alimenta no coletor de admissão, proporcionando um volume de ar nos cilindros do motor maior do que seria de esperar. Este é um complexo altamente eficiente, porque utiliza a energia residual dos gases de escape para dirigir a turbina e, em seguida, o compressor.

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