Glauco Diniz Duarte Empresa – Motor com 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.

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 a 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.

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Vantagens do Turbo Compressor

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.

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.

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.

Para isso os gases de escape são direcionados para fora sem passar pela turbina, reduzindo assim a pressão e velocidade de rotação da mesma.

Blow off

A válvula blow off tem o objetivo de aliviar as peças que possivelmente seriam solicitadas devido a alta compressão.

A borboleta quando é fechada, o compressor continua comprimindo o ar para a admissão do motor devido a inércia do movimento, nesta hora o blow off atua, liberando o ar comprimido evitando danos aos componentes.

Válvula de Prioridade

Com a mesma função do blow off, porém com som característico, esta válvula é instalada na tampa de pressurização e possui a função de aliviar os componentes mais solicitados com a compressão.

Esta válvula é muito conhecida por produzir o barulho semelhante a um “espirro”.

Válvula Pop Off

Assim como a wastegate, a válvula pop off também alivia pressão do sistema, porém limita a pressão da turbina, aumentando a eficiência do sistema.

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