Turboalimentador
Antes de entrarmos nas discussões relativas ao sistema do motor turboalimentado, devemos parar e analisar as características básicas do motor de combustão interna e do turbocompressor.
O motor de combustão interna é classificado como uma máquina consumidora de ar. Isto significa que a potência obtida de um dado motor é determinada pela quantidade de ar que ele aspira em um certo período de tempo, e pela quantidade de combustível utilizada. Isto porque o combustível que é queimado requer ar com o qual se mistura para completar o ciclo de combustão. Uma vez que a relação ar / combustível atinge um certo ponto, a adição de mais combustível não produzirá mais potência, somente fumaça preta. No caso dos motores a diesel e funcionamento irregular nos casos dos motores de ciclo OTTO.
Turboalimentadores são instalados em motores para aumentar a densidade do ar dentro da câmara de combustão do motor. Devido a este aumento de volume e massa de ar comprimido, mais combustível pode ser injetado para produzir maior potência num determinado motor. A versão turboalimentada de um motor manterá um nível de potência maior que sua versão não turboalimentada também, quando operado em altitudes acima do nível do mar.
O que é um turboalimentador?
Um turboalimentador é basicamente uma bomba de ar projetada para operar utilizando a energia dos gases de escape originalmente desperdiçadas pelos motores não turboalimentados. Estes gases fazem girar o rotor da turbina (quente) acoplado através de um eixo ao rotor compressor (frio), que ao girar aspira um grande volume de ar filtrado e o fornece comprimido ao motor.
O turboalimentador, apesar da precisão com que é construído, é um equipamento muito simples e durável, entretanto exige manutenção e cuidados como qualquer outro componente do motor.
Como funciona o turboalimentador?
A energia térmica, de velocidade e pressão dos gases de escape do motor são utilizados para girar o rotor da turbina. A velocidade de rotação do conjunto rotativo e do rotor compressor é determinada pela forma e o tamanho do rotor e carcaça da turbina. A carcaça atua como um caracol direcionando o fluxo de gás para as palhetas do rotor da turbina, fazendo-o girar.
Uma vez que o rotor do compressor está acoplado ao eixo e rotor da turbina, estes giram com a mesma rotação. O ar filtrado é aspirado pelo rotor e carcaça do compressor, onde é comprimido e distribuído através do coletor de admissão para a câmara de combustão.
O que faz um turboalimentador?
Há um grande número de benefícios advindos da turboalimentação. A combustão é mais completa e mais limpa. A pressão positiva do ar na admissão (acima da pressão atmosférica) beneficia o motor de diversos modos. Durante o cruzamento das válvulas do motor, quando as válvulas de escape e admissão estão simultaneamente abertas, ar limpo passa através da câmara de combustão "lavando" os cilindros e eliminando uma maior quantidade de queimado remanescente, resfriando os cilindros, pistões, válvulas e gases de exaustão. A queima completa do combustível mais o resfriamento do motor ajudam a estender a vida do motor.
Muitos turboalimentadores são utilizados para o que é chamado normalização ou compensação de altitude do motor naturalmente aspirado. Devido a isto, dizemos que o turboalimentador foi adequado apenas para melhorar a combustão com um pequeno aumento de potência, sem aumento ou débito de combustível. Com a maior quantidade de ar disponível para a combustão o motor manterá valores de potência e torque para altitude que, sem o turbo não conseguiria.
Dependendo do motor, é possível aumentar com segurança sua potência do motor em até 40 a 50%, com pouca ou nenhuma mudança em seus componentes, sendo necessária uma correta seleção e/ou adequação do turboalimentador. É importante a escolha correta do turboalimentador e regulagens do motor para não se exceder os limites de projeto do motor. Falha na escolha pode levar a superaquecimento do motor, pressões e temperaturas excessivas na câmara de combustão que afetam a vida do motor causando falhas em componentes, inclusive o próprio turbo tais como: pistões, camisas, válvulas, mancais, bronzinas, etc.
Fonte: Garrett
