Um pouco sobre turbo!

Sempre que falamos em carros velozes e potentes, costuma-se pensar em um componente que normalmente está associado aos motores destes carros. Além de esportivos e carros de elevado desempenho, os turbos atualmente também estão presentes em muitos motores diesel, a fim de proporcionar melhor desempenho desta classe de motores.



Até pouco tempo a utilização de turbo compressor em automóveis se restringia a alguns poucos modelos em que os fabricantes desejavam obter mais desempenho de seus motores, sem ter que se optar por muitas inovações tecnológicas e grandes motores. Entretanto, atualmente cresce cada vez mais a quantidade de carros que já saem de fábrica com este equipamento, que vem se popularizando como sendo uma alternativa razoavelmente barata e fácil para se conseguir alguma potência extra.




O princípio de funcionamento de um turbo e que permite conseguir-se aumento de potência sem que seja necessário grandes modificações no motor, é razoavelmente simples, tanto no aspecto de peças adicionais, como também no resultado obtido, sem comprometimento considerável do motor.




O mecanismo em si, consiste de uma turbina (daí o nome turbo) que é acionada pelos gases de escape de todo motor a combustão interna. O fluxo de ar que sai do motor e que normalmente vai para o coletor de escape e para o cano de descarga (escapamento), é direcionado para a turbina fazendo rodar a velocidades acima de 150000 rotações por minuto, ou seja, mais de 30 vezes acima do regime de funcionamento de muitos motores.




A turbina por sua vez, é conectada através de um eixo ao compressor, que utilizando uma geometria de pás apropriada aspira grande quantidade de ar para seu interior. O papel do compressor é como o próprio nome sugere, injetar o ar comprimido dentro do motor. É justamente neste ponto que ocorre a "mágica". Com maiores quantidades de ar, pode-se ter também mais combustível e, portanto explosões mais poderosas dentro de cada cilindro, gerando assim a tão desejada potência extra.


Tendo em conta que a pressão atmosférica é em torno de 14.7 psi ao nível do mar ou 1 Bar, um turbo que opere entre 6 e 8 psi (~ 0.5 Bar), seria teoricamente capaz de elevar em 50 % o suprimento de ar em relação a um motor aspirado convencional e portanto, renderia 50% mais potência. Porém deve-se levar em conta que como todo mecanismo, o turbo também tem um índice de eficiência mecânica, que geralmente está entre 60% e 80%, dependendo do fabricante e do modelo de turbo empregado. Sendo assim, em geral pode-se esperar algo em torno de 30 a 40% mais potência para cada 0,5 Bar de pressão.




Uma das causas da ineficiência vem do fato que o giro da turbina não é livre. O assentamento do eixo de transmissão para o compressor normalmente pode ser feito através de rolamentos hidráulicos (óleo) devido às altas temperaturas originadas pela rotação e pelo próprio calor dos gases de escape ou por rolamentos mecânicos (cerâmica e aços de alta resistência) de precisão e resistência.




A segunda razão, vem justamente do próprio motor que encontra maior dificuldade para expelir os gases de escape através da turbina e, que portanto, perde parte de seu rendimento nesta operação. Naturalmente o processo de compressão do ar também significa resistência ao movimento da turbina e responde por parte da perda de eficiência do sistema.




A quantidade de ar extra que entra nos cilindros por intermédio do turbo, deve ser acompanhada de quantidade correspondente de combustível, que é feita pelo carburador ou no caso dos carros atuais pela injeção eletrônica. Em ambos os casos este é um "problema" fácil de se resolver, sendo que no caso da injeção não há necessidade de ajuste, já que o próprio módulo tem capacidade de providenciar combustível adicional para adequar-se ao fluxo maior de ar. Todavia quando o turbo operar com pressões muito elevadas, tanto o carburador, quanto a injeção podem não serem capazes de fornecerem este suprimento extra, sendo necessário a troca do carburador ou o remapeamento da injeção e até mesmo a troca do seu módulo.




Um outro mecanismo que normalmente costuma aparecer associado aos turbos, é o intercooler. O seu papel é o de aumentar a eficiência do sistema. Sabe-se que o aumento de pressão em qualquer fluído, significa aumento de temperatura, porém aumentar a temperatura do ar significa por outro lado diminuir a quantidade de moléculas de oxigênio (e de outros gases) pela sua expansão. Desta forma, o Intercooler, resfria o ar que entra comprimido pela turbina nos cilindros, aumentando consequentemente a quantidade de oxigênio e otimizando a explosão dentro dos cilindros.




Outra consideração na escolha de um turbo, fica por conta do tamanho da turbina e do chamado Turbo Lag, que nada mais é do que o tempo de resposta necessário até que o turbo possa "alimentar" o motor com mais mistura. Este fato vem da inércia da turbina e da sua capacidade volumétrica. Desta forma turbinas maiores e de maior capacidade, apesar de serem capazes de prover maior potência, respondem mais lentamente devido a inércia maior das lâminas da turbina e da maior quantidade de ar necessário a encher o compressor.




Como motores com maior quantidade de cilindros necessitam também de mais ar, seria necessário utilizar turbinas maiores, que significariam maior Turbo Lag. A solução nestes casos é utilizar dois turbos menores (motores biturbo).




Lembre-se que um motor turbo passará a trabalhar em regimes bem mais elevados do que de que costume e apesar do princípio de utilização dos turbos ser razovelmente simples, sempre é adequado que sua instalação seja dimensionada e feita por um profissional capacitado e experiente. É possível aumentar com segurança a potência do motor em até 40 a 50%, com pouco ou nenhuma mudança em seus componentes, sendo necessária uma correta seleção e/ou adequação do turbo.




CARROS TURBO DE FÁBRICA







* Fiat (Marea Turbo 182cv, Tempra Turbo/Stile 165cv e Uno Turbo 118cv)


* Volkswagem (Golf GTI 1.8L 20v 193cv, Gol 1.0L 16v Turbo 112cv , Parati 1.0 16v Turbo 112 cv )


* Audi (A3 1.8 T 150cvs, A3 1.8 T 180cvs, S3 225cvs, A3 2.0 FSI 200cvs)


* GM (Astra 2.0 16V Turbo 200cvs, Astra VXR 240cvs, Zafira OPC 200cvs, Zafira VXR 240cvs)


* Mazda (CX-7 245 Hp)


* Bugatti (Veyron tetra-turbo 1001cv)