Glauco Diniz Duarte Empresa – Diesel turbo compressor

 

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, a sobrealimentação, através de um turbo ou de um compressor, é a operação que consiste em introduzir nos cilindros de um motor de combustão interna uma quantidade de ar (nos motores Diesel) ou de mistura (nos motores de explosão) superior à que poderia ser naturalmente aspirada, para elevar o seu rendimento.

O processo tem a sua história ligada a aviação – com uma pressão maior do que a atmosférica nos cilindros, o sistema usava-se para compensar a rarefação do ar em grandes altitudes, aumentando, paralelamente, a potência do motor, o que se tornou num recurso apetecível para a competição automóvel nos anos 30 do século passado. Realiza-se por compressão prévia, utilizando um turbo ou um compressor, cada um com as suas mais-valias. 

Os dois sistemas têm exatamente a mesma função: comprimir o ar na câmara de combustão para aumentar a quantidade de oxigénio por cm3, o que significará uma combustão mais rica, logo mais potência. Todos os veículos que não são sobrealimentados por turbos ou compressores mecânicos, são naturalmente aspirados, ou seja, o próprio motor puxa para os cilindros a mistura ar/combustível.

Como funciona o turbo

O turbo funciona aproveitando os gases de escape provenientes da combustão. De toda a energia produzida por um motor de combustão interna um terço desperdiça-se, tal como os gases de escape. O turbo consegue fazer o seu reaproveitamento, usando-os para fazer girar uma turbina que cria pressão, podendo atingir até 130.000 rpm, enquanto os compressores fazem entre 10 a 15 mil rpm.

Para alcançar um perfeito funcionamento, o turbo necessita que o motor atinja rotações elevadas. Nos regimes mais baixos, o sistema não recebe gases suficientes ou a velocidade suficiente para fazer girar a turbina ao ritmo ideal para criar pressão, dando origem ao fenómeno que chamamos de “turbo-lag”, um atraso entre a solicitação do acelerador e a resposta da mecânica.

 

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Turbo de geométrica variável

Os turbos de geometria variável têm uma turbina com capacidade para fazer variar o ângulo de posicionamento das suas pás, para uma resposta mais homogénea da mecânica, numa faixa de regimes mais ampla. Mas, não sendo suficiente, a indústria automóvel compensa este fenómeno de várias formas, nomeadamente com a dupla sobrealimentação, aplicando um turbo mais pequeno para funcionar a mais baixas rotações e outro de maiores dimensões responsável pela ação nos médios e altos regimes.

Como funciona o compressor

O compressor tem outro comportamento. Menos populares do que os turbos, os compressores volumétricos, também conhecidos como “superchargers” representam outra forma de aumentar a eficiência volumétrica dos motores de combustão. Funcionam, essencialmente, como uma bomba de ar, acionados mecanicamente pelo motor por uma correia para criar pressão ao ralenti e aumentar o binário e a potência a baixas rotações.

 

 
Aqui está também a explicação para um melhor desempenho nos regimes mais baixos quando comparados com os turbos convencionais. Os motores equipados com compressor mecânico não apresentam o “turbo-lag”, mas apesar da resposta mais imediata e mesmo caracterizando-se por uma entrega de potência mais linear, os compressores volumétricos claudicam nas altas rotações, onde vão perder eficiência. Ao necessitar de energia mecânica, o compressor cria inércia ao motor, contrariando o seu princípio. Ou seja, “roubando” potência em vez de adicionar.

Tudo ou compressor: qual o melhor?

No momento atual da indústria automóvel, os turbos são preferidos pelos construtores, por apresentarem um compromisso mais equilibrado entre performance e economia. O turbo tem a grande vantagem de aproveitar a energia – conforme explicado acima – que seria descarregada ao ambiente pelo escapamento para aumentar a massa de ar admitida pelo motor, enquanto o compressor de polias consome parte da potência do motor para o mesmo efeito. O baixo custo de instalação e o alto ganho de potência do turbo são vantagens apontadas ao conceito.

Os compressores, por outro lado, são “máquinas” mais fiáveis e lineares no seu funcionamento, embora nunca tão eficientes. Tecnicamente, é também mais fácil extrair potências superiores de um turbo, partindo do mesmo motor a gasolina ou a gasóleo.

Contudo, os compressores não estão definitivamente fora de cena. A sua aplicação em motores elétricos ou eletrificados, dispensando uma ligação física ao motor para entrar em funcionamento, parece ser o caminho para contornar os defeitos daquele sistema, com vantagens que a indústria parece interessada em explorar.

 

 

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