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   Turbocompressores Convencionais
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    Turbocompressores convencionais    
 

Os mais aficionados em automóveis, bem como os que apenas os utilizam como meio de transporte, conhecem o termo potência. Sabem, no geral, que quanto maior este valor maior aceleração e/ou velocidade máxima possui o veículo.

Para além da Potência, existe o conceito de Binário que desde já esclareço o seu significado. Binário trata-se de uma unidade de medida que resulta da capacidade que o motor tem de gerar força de rotação á cambota, que por sua vez se transmite às rodas.

A forma de aumentar o valor de binário é conseguida através do aumento de pressão gerada no interior do cilindro quando ocorre o processo de combustão.

Assim sendo, se a velocidade de rotação da cambota for aumentada leva a um aumento na potência. Já aumentando a pressão no interior do cilindro, pode verificar-se aumento de potência a regimes mais reduzidos, próximos dos valores de rotação utilizados no dia-a-dia, contudo, o motor necessita de maior robustez para suportar a pressão elevada.Este aumento é conseguido, nos veículos diários, através da utilização de um componente, actualmente muito conhecido, embora por vezes mal interpretado, denominado turbocompressor.

O conceito deste componente é transformar a energia contida nos gases de escape em pressão na mistura de admissão.

Os gases de escape ao saírem do cilindro fazem-no a alta velocidade, o que significa que possuem elevada energia cinética. Ao chocarem contra as pás da turbina transferem parte da sua energia para esta, imprimindo-lhe rotação. Conectado ao mesmo veio, com igual velocidade da turbina, no lado oposto, existe um compressor, animado de movimento pela rotação do veio.

A rotação deste transmite energia ao ar de admissão, impondo-lhe maior velocidade, contudo, após passar pelo compressor, a secção do turbocompressor aumenta, levando a uma diminuição da velocidade e acumulação de ar, ou seja, a pressão deste aumenta.

Ao dizer que a pressão do ar de admissão aumenta, significa que no mesmo volume existe maior quantidade deste.

Assim, uma vez que a quantidade de oxigénio por unidade de volume é superior, é possível introduzir-se, igualmente, maior quantidade de combustível e obter uma reacção de combustão estequiométrica ou próxima que liberta maior quantidade de energia.

Um outro problema é o excesso de pressão no colector de admissão criada pela elevada rotação da turbina. Para evitar este acontecimento, existe uma válvula denominada wastegate que permite a passagem dos gases de escape através de um by-pass, evitando que grande parte destes gases passe pelo turbo.

Para evitar o problema do sobreaquecimento do ar de admissão e proporcionar um maior arrefecimento deste, houve que incorporar sistemas de arrefecimento do ar a partir de permutadores de calor (intercooler). O intercooler é um radiador do tipo ar-ar, o que significa que o ar quente que circula no seu interior é arrefecido pelo ar exterior que incide e passa pelos seus alvéolos durante o andamento do veículo. Com o intercooler consegue-se refrigerar o ar em cerca de 40% a 60% desde os 100º-105ºC até 60º-65ºC, o resultado é uma notável melhora de potência e de binário do motor graças ao aumento da massa de ar, além de que se reduz o consumo de combustível.

O turbocompressor trata-se de um equipamento muito simples quanto á sua concepção técnica, mas que ao ser submetido a condições de funcionamento muito excepcionais deve ser fabricado com uma precisão muito mais cuidadosa do que é normal. Temos de ter em conta que os turbos pequenos devem poder girar a 200000 rpm, isto é, têm de poder efectuar 3333 rotações num segundo. Mas este não é o único problema: o seu accionamento pelos gases de escape, que se encontrem a uma temperatura de 1000ºC, afectam seriamente as dilatações e dificultam a lubrificação das peças móveis.

Cuidados a ter com o Turbocompressor

O turbocompressor está desenhado para durar o mesmo tempo que o motor (dizem os construtores). Não necessita de manutenção especial, mas para garantir que a vida útil do turbo corresponda com a do motor, devem ser cumpridos alguns compromissos de manutenção, pois esta feita adequadamente evita anomalias frequentes.

A falta de potência, a dificuldade do arranque e a emissão de fumo negro são os primeiros sinais de anomalias no turbocompressor. Muitos destes problemas são o resultado de uma manutenção inadequada ou de condições de funcionamento ou ambientais particularmente severas.

  • A pressão insuficiente ou o entupimento na tubagem de alimentação de óleo pode conduzir a uma falta de lubrificação, o que, por seu lado, pode provocar o desgaste dos casquilhos de apoio ou mesmo a rotura do veio.

  • A presença de matérias estranhas no turbocompressor pode provocar a danificação das alhetas do compressor ou da turbina, com a sua possível rotura ou o empeno do veio.

  • O doseamento excessivo de combustível nos injectores pode conduzir a temperaturas extremas nos gases de escape e ao consequente sobreaquecimento do invólucro acima dos 540 °C, provocando a carbonização do óleo, a oxidação dos componentes e o aumento do desgaste nos casquilhos.

  • A presença de materiais abrasivos no óleo (contaminação) pode conduzir à desafinação dos casquilhos radiais e axiais, provocando o desgaste acelerado e a falha prematura.

  • A inspecção do turbocompressor nas revisões periódicas recomendadas e a manutenção de acordo com as especificações poderão ajudar a eliminar estes problemas. Assim como por exemplo seguir um programa de manutenção programado, onde deverão estar implícitos os seguintes itens:

  • Intervalos de muda de óleo curtos.
  • Muda de filtro de óleo, sempre.
  • Controlo da pressão do óleo.
  • Manutenção do filtro de ar.


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