Funcionamento do Turbo

 

 

O turbo é uma turbina alimentada por gases do escape, interligada a um compressor através de um eixo que comprime o ar da admissão para dentro do motor.

Mais ar no cilindro significa que pode haver mais combustível para poder ser queimado a cada explosão

Mais combustível queimado significa mais gás quente, mais gás quente significa mais potência

Isto é o maior aproveitamento que se pode ter em engenharia, usa-se calor (energia) que estaria de outra forma a ser desperdiçada tirando-se proveito dela, quase sem desperdício.

 

A importância do escape e alta temperaturas:

 

 

Aumente-se a pressão na entrada do turbo, diminua-se a pressão na saída, ou faça-se os dois, e temos mais potência.

Aumentar a pressão na entrada é possível, mas difícil. Já diminuir a pressão na saída é fácil, um escape maior e sem resistências. É comum ouvir das pessoas que colocaram um escape desportivo ,  "o meu turbo está mais rápido agora". Sim, é verdade isto porque baixa a pressão na saída, e aumenta a diferença de pressão, o gás pode expandir-se mais, e assim gerar mais energia. Esta energia gira as pás do turbo mais rapidamente. Note-se que existem escapes desportivos tão silenciosos quanto os originais. Só são menos restritivos. (Incluindo catalizadores).

Falámos sobre o "lado quente" necessário, do escape. Mas o turbo tem um "lado frio", o do compressor:

Vimos o que é um turbo e como a turbina do escape (lado quente) funciona, agora voltamo-nos para o lado oposto ou seja o do compressor do turbo.

O lado frio da questão é mesmo o compressor ou seja o lado da turbina que roda invertido.

Aplicam-se as mesmas leis só que agora ao contrário: Se pegamos num gás de baixa pressão, (baixa temperatura) e trabalharmos sobre ele e pás do compressor, obtemos um gás de alta pressão e alta temperatura. Este aumento de temperatura é bastante indesejado, e vai trazer problemas, daí a necessidade do (Intercooler)

 

 Intercoolers, Wastegates e BOVs (aqueles acessórios do turbo)

Até a pouco tínhamos alta pressão a sair do compressor para o motor. Infelizmente, a física trabalha contra nós e, por termos pressionado o ar na entrada, evidentemente que a temperatura deste ar subiu.

Muito mau…Com isto a densidade do ar diminui, e aumentam as chançes do terror dos motores: a pré-ignição (detonação). A detonação é o principal limitador de potência de um motor, e calor do ar na admissão aumenta as chances de detonação.

Então temos que arrefecer o ar antes que ele entre no motor, sem perder pressão. Para isto serve o Intercooler, basicamente um "radiador de ar" colocado entre o compressor e o motor. Não há muito que falar disto excepto:

 

1) Quanto mais frio o ar, melhor. (Note-se que existem pequenos intercoolers que são bem melhores desenhados que aqueles gigantes, por isso tamanho não é lei).

 

2) Devem ser colocados num local que o ar ambiente consiga passar, com entrada e saída. Colocar um intercooler contra um paralamas não adianta!

 

3) Sempre há uma perda de pressão num intercooler. As percas dependem do projecto.

 

4) Um Aqua mitsh é bem vindo, a cortina de água consegue aumentar a densidade do ar arrefendo-o na entrada do ic.

 

Wastegates

 

Um turbo é um dispositivo retroalimentador. Quanto mais pressão produzirmos, mais exaustão de escape se produz, se produz mais gases, produz mais pressão... um autentico círculo vicioso. Então precisamos é de limitar a pressão de alguma forma.

O que realmente queremos é manter a turbina a uma velocidade constante para maximizar a eficiência do compressor -as turbinas gostam de funcionar numa velocidade ideal. Entretanto, como é difícil medir a RPM de um turbo, e a pressão por ele gerada é directamente relacionada à velocidade do turbo, manter a pressão constante é o trabalho da wastegate.

 

O wastegate é uma válvula que abre ao excedemos a pressão desejada, e permite que o fluxo contorne a turbina, ao invés de atravessá-la. Isto diminui a diferença de pressão na saída da turbina, desacelerando-a.

Poderei acrescentar que a wastegate também pode funcionar ao contrário, pode aumentar a pressão deste se for nossa vontade, existindo os boost controllers para o efeito aliados a fcd manuais ou electronicos etc etc….

O único detalhe importante a respeito do wastegate é que deve permitir a passagem de gás suficiente para desacelerar o turbo. Se não, a pressão aumenta, aumenta, aumenta... muito mau…

Dica - nada como ela ficar semi-aberta...e mais nao digo.......

 

Dumps Valves

 

A dump detecta a onda de choque provocada por uma passagem de caixa, liberta-a para outro lugar - ou para a atmosfera, (Atmosfericas) ou de novo para o lado da entrada do turbo.(Recirculatorias)

 

As dumps atmosféricas emitem aquele som de espirro que todos adoramos, mas na realidade ela apropria-se de pressão e sopra-a para outro lado, logo desperdiçio que origina uma perda de pressão que pode ser mínima ou não consoante os casos. Mal por mal prefiro as recirculatórias pois retornam ao turbo.

 

Quando se acelera, o turbo está em carga - muda-se a mudança e o pé no pedal do acelerador corta o combustível = a borboleta do acelerador fechou.  O turbo, ainda está a rodar por inércia, continua a produzir pressão e o fluxo de ar sofre assim uma onda de choque retorna desde a borboleta até as pás do compressor,

é como se uma lamina encostasse nos raios de uma roda de bicicleta a travá-la.

Repetidamente, estes choques sobrecarregam as pás e os rolamentos do eixo, e de qualquer forma desaceleram o turbo, agindo como um travão, e não se esqueçam que após a mudança de caixa o turbo terá que reacelerar, ou seja a tal perda….um lag minimo...segundos preciosos...

 

                                                            Resumo:

 

Note-se  que foram abordados 80 anos de teoria e desenvolvimento dos turbos em algumas  palavras, claro que não vimos tudo

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Com manutenção e uso adequado a vida útil do turbo pode superar a do motor
Lubrificação e filtro de óleo eficientes garantem o funcionamento perfeito e longa vida ao componente

                    Filtro de óleo saturado, sem a eficiência mínima necessária para impedir a passagem de impurezas, é um dos principais factores que podem comprometer a vida de um turbo alimentador de motor. Outro inimigo do turbo é a lubrificação deficiente, que causa desgaste dos mancais, provoca aumento das folgas e, como consequência, o contacto do rotor com a parede da carcaça ou o super aquecimento do eixo por atrito, até a sua ruptura

O nosso turbo por dentro:

1: JOURNAL BEARINGS
2: RETAINING RINGS FOR JOURNAL BEARINGS
3: PISTON RING FOR TURBINE END
5: O-RING FOR BEARING HOUSING TO COMPRESSOR HOUSING
6: THRUST RING
7: THRUST BEARING
8: O-RING FOR SEAL PLATE
11: PISTONRING FOR COMPRESSOR END
14: LOCK NUT FOR TURBINE SHAFT, STANDARD THREAD
14: LOCK NUT FOR TURBINE SHAFT, REVERSE THREAD