TURBO, SEU FUNCIONAMENTO E SUAS VANTAGENS.
Como funciona o Turbo e quais as suas vantagens
Há muito tempo atrás escutávamos falar sobre o Turbo, mas era sinônimo apenas para carros de corrida, ou para aqueles jovens que queriam transformar seus carros de rua em maquinas para tirar “rachas”. E hoje a situação esta cada vez mais aumentando, motores a gasolina saindo de fábrica com Turbo, e ainda motores cada vez menores. Para explicar o porque de tudo isso preparamos esta matéria para você acabar com as duvidas e entender de vez o funcionamento e as vantagens da utilização do Turbo.
Primeiramente, os turbos não são componentes que foram inventados recentemente, ele teve sua idealização em 1885 por Gottlieb Daimler, que buscava uma forma de comprimir o ar para ser admitido em maior quantidade pelo motor. Esta idéia foi repetida em 1896 por Rudolf Diesel. Porém o Turbo realmente foi apresentado como conhecemos pelo Engenheiro e inventor suíço Alfred Bünchi em 1905, através de sua busca por poder melhorar a eficiência dos motores a combustão, reaproveitando a perdas de calor pelos gases do escape.
Antes de explicar quais são as vantagens e o porque o Turbo torna o motor mais eficiente, vamos mostrar como é que ele funciona.
Primeiramente, os turbos não são componentes que foram inventados recentemente, ele teve sua idealização em 1885 por Gottlieb Daimler, que buscava uma forma de comprimir o ar para ser admitido em maior quantidade pelo motor. Esta idéia foi repetida em 1896 por Rudolf Diesel. Porém o Turbo realmente foi apresentado como conhecemos pelo Engenheiro e inventor suíço Alfred Bünchi em 1905, através de sua busca por poder melhorar a eficiência dos motores a combustão, reaproveitando a perdas de calor pelos gases do escape.
Antes de explicar quais são as vantagens e o porque o Turbo torna o motor mais eficiente, vamos mostrar como é que ele funciona.
O Turbo é composto por dois “caracóis”, chamados de caixa quente e caixa fria, um eixo e dois rotores. A caixa quente é a responsável por receber os gases do escapamento, e é a partir dai que tudo se inicia. O motor é ligado e se inicia a combustão, os gases produtos da combustão então são expelidos, passando pela válvula de escape e posteriormente ao coletor de escapamento, este por sua vez é conectado a caixa quente, a qual possui um rotor, que esta ligado ao eixo. Os gases após passar por este rotor, faz com que gire o eixo, como um efeito de um “cata ventos”, que após passar por ele retorna ao cano de escapamento para ser expelido por completo.
Este mesmo eixo da caixa quente esta ligado também ao segundo rotor que está localizado na caixa fria, chamada também de compressor, esta caixa fria está ligada ao filtro de ar do veículo e ao coletor de admissão. Ao rotacionar o eixo, o rotor da caixa fria funciona como um “aspirador”, aspirando o ar passado pelo filtro de ar, e enviando ao coletor de admissão. Mas ao aspirar este ar, ele envia a altas pressões, comprimindo o para dentro do motor. Agora que sabe como o Turbo, podemos falar de algumas propriedades do motor e o que o faz tornar tão especial.
Começamos falando sobre o funcionamento, um motor a combustão interna convencionalmente é um motor Naturalmente Aspirado, ou NA como utilizado em muitas literaturas. Um motor NA é aquele o qual não possui nenhum sistema o qual induz ar para o interior dos cilindros, ou seja, o ar é admitido simplesmente pela diferença de pressão provocada pelo movimento do pistão do PMS ao PMI (Caso não se recorde, estas sigas de PMS entre outras estão na matéria “introdução aos motores a Combustão Interna”), sendo então uma pressão negativa, onde o ar é sugado para dentro do motor.
Já com o Turbo temos uma pressão positiva, o ar passa a ser empurrado, comprimido em direção a câmara de combustão, desta forma mais ar pode ser colocado dentro da câmara de combustão. Para os motores a combustão interna existe um parâmetro chamado de “Charging Efficiency” ou Eficiencia de Carregamento em português, o qual define a capacidade de enchimento de ar dentro do cilindro em relação ao volume total disponível através do movimento do pistão no tempo de admissão. Este parâmetro esta relacionado também ao parâmetro chamado “Scavenge Efficiency”, ou Eficiencia de Lavagem em português, o qual é o parâmetro que define a capacidade de se preencher o cilindro com ar puro em relação ao volume total disponível, sendo este após o processo de escape, onde nem todo o gás produzido na combustão acaba sendo expelido.
Através do uso do Turbo, podemos aumentar a eficiência destes parâmetros nos motores a combustão, onde a massa de ar é maior dentro do cilindro em relação aos motores NA, assim como a capacidade de “lavagem” do cilindro no cruzamento de válvulas após a combustão. Para o parâmetro de Eficiência de Lavagem podemos entender da seguinte maneira, que para uma combustão mais eficiente temos que levar em consideração o grau de pureza do ar, onde quanto mais limpo estiver, melhor será a combustão, portando, quanto menor a quantidade de produtos da combustão restarem no interior do cilindro, mais eficiente será a combustão.
Para o parâmetro de Eficiência de Carregamento, temos que quanto maior o enchimento do cilindro, temos maior massa de ar, assim maior volume a ser comprimido, e também maior quantidade de combustível a ser injetado, gerando por sua vez maior potencia. Sempre que houver maior pressão no interior do cilindro, na câmara de combustão, maior será a potencia, devido ser a maior força proporcionada a qual empurra o pistão para baixo, fazendo girar o virabrequim, responsável por transmitir esta força a caixa de cambio e as rodas.
Assim podemos definir que o Turbo é capaz de aumentar a eficiência dos motores a combustão, e ainda mais se utilizado juntamente com um trocador de calor chamado Intercooler ou CAC (Charge Air Cooler) chamado assim na indústria.
Começamos falando sobre o funcionamento, um motor a combustão interna convencionalmente é um motor Naturalmente Aspirado, ou NA como utilizado em muitas literaturas. Um motor NA é aquele o qual não possui nenhum sistema o qual induz ar para o interior dos cilindros, ou seja, o ar é admitido simplesmente pela diferença de pressão provocada pelo movimento do pistão do PMS ao PMI (Caso não se recorde, estas sigas de PMS entre outras estão na matéria “introdução aos motores a Combustão Interna”), sendo então uma pressão negativa, onde o ar é sugado para dentro do motor.
Já com o Turbo temos uma pressão positiva, o ar passa a ser empurrado, comprimido em direção a câmara de combustão, desta forma mais ar pode ser colocado dentro da câmara de combustão. Para os motores a combustão interna existe um parâmetro chamado de “Charging Efficiency” ou Eficiencia de Carregamento em português, o qual define a capacidade de enchimento de ar dentro do cilindro em relação ao volume total disponível através do movimento do pistão no tempo de admissão. Este parâmetro esta relacionado também ao parâmetro chamado “Scavenge Efficiency”, ou Eficiencia de Lavagem em português, o qual é o parâmetro que define a capacidade de se preencher o cilindro com ar puro em relação ao volume total disponível, sendo este após o processo de escape, onde nem todo o gás produzido na combustão acaba sendo expelido.
Através do uso do Turbo, podemos aumentar a eficiência destes parâmetros nos motores a combustão, onde a massa de ar é maior dentro do cilindro em relação aos motores NA, assim como a capacidade de “lavagem” do cilindro no cruzamento de válvulas após a combustão. Para o parâmetro de Eficiência de Lavagem podemos entender da seguinte maneira, que para uma combustão mais eficiente temos que levar em consideração o grau de pureza do ar, onde quanto mais limpo estiver, melhor será a combustão, portando, quanto menor a quantidade de produtos da combustão restarem no interior do cilindro, mais eficiente será a combustão.
Para o parâmetro de Eficiência de Carregamento, temos que quanto maior o enchimento do cilindro, temos maior massa de ar, assim maior volume a ser comprimido, e também maior quantidade de combustível a ser injetado, gerando por sua vez maior potencia. Sempre que houver maior pressão no interior do cilindro, na câmara de combustão, maior será a potencia, devido ser a maior força proporcionada a qual empurra o pistão para baixo, fazendo girar o virabrequim, responsável por transmitir esta força a caixa de cambio e as rodas.
Assim podemos definir que o Turbo é capaz de aumentar a eficiência dos motores a combustão, e ainda mais se utilizado juntamente com um trocador de calor chamado Intercooler ou CAC (Charge Air Cooler) chamado assim na indústria.
Intecooler
O Intercooler como já dito é um trocador de calor, com o mesmo principio do radiador, só que neste passa em seu interior o ar admitido pela turbina que é resfriado e em seguida vai para o coletor de admissão. A intenção de se resfriar o ar é para aumentar a densidade e volume, onde quanto mais frio, mais denso e volumoso o ar se torna, podendo então colocar mais em menos espaço. Para fica mais claro este conceito, temos que entender a estequiometria dos combustíveis, ou seja, a proporção correta de ar e combustível para o motor. Para a gasolina temos como proporção em media 14 partes de ar para 1 de combustível, para o álcool temos em media 9 partes de ar para 1, e para o diesel por volta de 16 partes de ar para 1 de combustível. Assim também compreendemos o porque das diferenças de consumo de cada combustível.
Então temos maior massa de ar dentro dos cilindros e consequentemente mais combustível, gerando maior potencia. O intercooler geralmente é posicionado na frente dos veículos, ou em cima do capo, quando se tem aquelas aberturas, passagens de ar. O ar sai da turbina por volta de 120°C e entra no Intercooler, que ao receber o ar de fora é resfriado, saindo por volta dos 60°C e sendo admitido no motor.
Então temos maior massa de ar dentro dos cilindros e consequentemente mais combustível, gerando maior potencia. O intercooler geralmente é posicionado na frente dos veículos, ou em cima do capo, quando se tem aquelas aberturas, passagens de ar. O ar sai da turbina por volta de 120°C e entra no Intercooler, que ao receber o ar de fora é resfriado, saindo por volta dos 60°C e sendo admitido no motor.
Portanto podemos apontar o Turbo como um grande aliado para os motores a combustão, o qual proporciona maior potencia, e aumento da eficiência na combustão, gerando maior economia. E é devido a isto que as montadoras tem optado pela utilização do Turbo, onde podem utilizar motores menores, onde possuem conjunto de componentes mais leves, menor coeficiente de atrito e adicionando o Turbo, gerando resultados muito superiores com relações melhores de peso/potencia que grandes motores naturalmente aspirados.
Para fechar o assunto, lembre se, motores turbos requerem maior cuidado devido a exigirem mais dos componentes do motor, e a lubrificação é um ponto muito importante, por isso, nunca se pode ligar um veiculo principalmente turbo, e logo em seguida sair rodando ou acelerar em alto giro. O óleo leva um tempo para chegar ao eixo de rotores do turbo, e além da lubrificação, o óleo também é reponsável pela refrigeração, então recomenda se pelo menos 30 segundo em marcha lenta para lubrificação do turbo, e ao mínimo 1 minuto em marcha lenta antes de desligar para a refrigeração.
Se ficou alguma dúvida, entre em contato conosco, teremos o prazer de responde lo. Estamos no email contato@autocarup.com.br ou então peno Whats App (19) 98705-0707.
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