Supercharger x Turbo - Artigo

 

Supercharger x Turbo - Artigo
Artigo


Texto 1:
Em uma linha, a lógica de rendimento do motor é a seguinte: quanto mais oxigênio entra nos cilindros, mais combustível poderá ser queimado. E quanto mais dessa mistura dentro da câmara de combustão, mais potência se obtém.
É uma explicação simplória, claro, mas foi este o princípio que levou a adoção dos turbocompressores e dos compressores mecânicos em automóveis, no início do século passado.
Ambos são instalados na admissão dos motores para forçar a entrada de mais ar na câmara, mas cada um faz isso de um jeito diferente. E é a diferença que, hoje, coloca os compressores mecânicos em desvantagem.
No caso dos “turbinados”, é o fluxo gerado pela expulsão dos gases de escape que movimenta uma turbina – esta responsável pela compressão forçada de ar. Ou seja, funcionam com uma energia que seria desperdiçada.
Compressores mecânicos trabalham conectados ao virabrequim por uma correia (geralmente dentada) e duas polias. É a rotação do virabrequim que promove a movimentação dos rotores.
Os mais utilizados pela indústria são os compressores de parafuso ou “twin-screw”, que funcionam com dois parafusos paralelos que sugam o ar e o comprime para o interior do motor.
Esta estratégia de funcionamento pode comprometer até um terço de toda a potência disponível no virabrequim, pois o próprio compressor mecânico precisa de uma quantidade elevada de energia para operar. Em outras palavras, isso limita o ganho de potência pelo uso do equipamento e aumenta o consumo.
O lado positivo do supercharger é fornecer torque de forma linear, além de não gerar o turbo lag – o famigerado atraso no tempo de resposta do turbocompressor.
Historicamente o turbo tem vantagens econômicas conhecidas, como o peso menor e tamanho reduzido. Fora isso, o sistema é mais barato que o compressor e causa menos estresse aos componentes móveis do motor.
Por fim, a vantagem mais evidente: pode melhorar índices de consumo. Em teste de QUATRO RODAS, realizado em 1997, o Audi A3 1.8 turbo de 150 cv cravou 13,4 km/l, contra os 12,6 km/l da versão aspirada, de 125 cavalos.
Evoluídos e com o advento da injeção direta, motores turbo viriam a se tornar ainda mais econômicos, entregando torque constante desde baixíssimas rotações. Hoje, praticamente eliminaram o fenômeno do turbo lag. Por outro lado, motores turbinados trabalham mais quentes e com pressão maior na admissão.
A Volkswagen chegou a usar as duas soluções combinadas para contornar desvantagens: o compressor era aplicado para compensar o atraso do turbo. O antigo Audi A1 Sport tinha motor 1.4 TFSI com compressor mecânico voltado para favorecer o torque em baixas rotações, e um turbo grande para altas rotações – gerando 180 cv.
Hoje a mesma versão usa um motor 1.8 TFSI com a mesma potência. A Mercedes-Benz também trocou o compressor mecânico por turbo de olho nas vantagens do sistema. Na mudança de tecnologia, toda a linha “Kompressor” passou a ser chamada de CGI.
No Brasil, a Ford adotou o compressor mecânico em seu propulsor 1.0 8V Zetec, que rendia 95 cavalos, na linha Fiesta (e até no EcoSport). Do ponto de vista técnico, andava bem e tinha números de desempenho equivalentes ao do 1,6-litro. Mas o consumo era elevado para um 1-litro e, comercialmente, o carro foi penalizado por isso.
Recentemente o Fiesta voltou ao mercado com um 1-litro sobrealimentado. Mas recorreu ao turbo.
Hoje, o compressor é comum apenas em motores grandes. São os V8 5.0 e V6 3.0 da Jaguar Land Rover, no V8 6.2 LT4 do Chevrolet Camaro e no V8 5.0 dos Mustang Shelby.
No caso desses motores, custo e consumo não se sobrepõem ao desempenho em pista: a linearidade do compressor e a capacidade de atingir toda sua capacidade de torque e potência mais cedo são consideradas a prioridade máxima.
Para automóveis “comuns” e urbanos, o futuro está vinculado aos turbocompressores. A própria turbina tem recebido inovações notáveis, como equipamentos de geometria variável (já usados em motores diesel e agora empregados em propulsores a gasolina, como os Porsche).
A Audi trabalha com turbos elétricos, totalmente independentes do motor para funcionar – e sem qualquer atraso para funcionar. E a Infiniti trabalha com taxa de compressão variável em seus motores.
Texto 2:
O turbo de motores teve três pessoas envolvidas em sua criação: Gottlieb Daimler, Rudolf Diesel e Alfred Büchi. Gottlieb foi o primeiro a patenteá-lo em 1885. Ele apresentou o projeto de pré-comprimir o ar atraído aos cilindros.
Em 1896, Rudolf Diesel, engenheiro mecânico e inventor do motor a diesel, repetiu a ideia. Já em 1905 entra em cena o engenheiro suíço Alfred Büchi. O modelo criado por Büchi segue exatamente o que usamos hoje, mais moderno.
No mesmo ano de apresentação do seu turbo, o engenheiro suíço deixou um comunicado junto com a patente de como ele funcionava: é uma máquina reciprocante onde a energia dos gases evacuados pelo motor aumenta o fluxo da fusão de ar-combustível, isto é, a energia cinética dos gases de escape deslocaria um eixo ligado a uma turbina, que utilizaria como pré-compressor para o ar recepcionado pelos cilindros.
Ainda em sua história, uma locomotiva a diesel foi o primeiro veículo a ser equipado com motor com turbocompressor. Eles eram muito comuns em motores ferroviários, aeronáuticos e marítimos.
Já o supercharger, também conhecido como compressor, surgiu em meados de 1860 criado pelos irmãos Philander e Francis Marion Roots. Os primeiros modelos fabricados com ele: Mercedes-Benz de 6, 25, 40, 10 e 65 cavalos. Todos esses de série em 1921.
Apenas em 1938 que a motorização turbo chegou na indústria automobilística. A fabricante suíça de caminhões e ônibus, Saurer, lançou para caminhões o motor turbodiesel. Ainda assim, ele só chegou nos carros de passeio após duas décadas, com uma escala pequena no automobilismo.
A Cummins, empresa especializada em produção de motores a diesel e geração de energia, colocou em 1952, um carro de corridas com motor turbodiesel para correr na 500 Milhas de Indianápolis. Infelizmente, a empresa não venceu, entretanto conseguiu percorrer todas as 500 milhas e, para surpresa de todos, sem parar uma vez sequer no pit stop.
A Chevrolet foi fundamental para a inclusão dos veículos de passeio no mundo dos turbos. A montadora norte-americana lançou em 1962 a versão do Spyder do Corvair Monza. O modelo contava com um motor flat-6 de 2.4L mais um turbocompressor que proporciona 151 cv de potência.
A turbina pode ser chamada também de turbocompressor ou turbo. Já o supercharger é conhecido fora do Brasil apenas como compressor. Basicamente, os dois têm a mesma proposta, ao invés de ser um motor aspirado natural, o supercharger, assim como o turbocompressor, empurra ar para dentro do motor com muita força.
Um carro com motor aspirado funciona por aspiração natural, ou seja, o ar que entra no motor é o da pressão atmosférica. O turbo ou supercharger comprime o ar colocando mais pressão para dentro no motor. Com essa densidade maior, ele consegue, consequentemente, ganhar potência. Para isso é necessário aumentar a mistura ar / combustível e com o turbo/supercharger isso fica mais fácil.
Para entender em detalhes como essa parte técnica funciona, os gases de escape são evacuados pelo motor (jogados para fora) e passam por dentro do turbo pela parte quente do equipamento também conhecida como carcaça quente.
Ao mesmo tempo, ele aciona o rotor também chamado de turbina. Por meio de um eixo, essa turbina, ativa o compressor que suga o ar e comprime-o enviando para dentro do motor do veículo.
Os modelos que vêm de fábrica com ele, geralmente, possuem uma refrigeração por água. O mesmo líquido que faz a refrigeração do motor cumpre a função com o turbocompressor.
A dimensão também pode ter, na prática, uma diferença. Quanto maior o tamanho, mais potência ele pode gerar para o motor. O supercharger faz a mesma coisa, entretanto, a grande diferença é que ele não utiliza nada do sistema de escape para funcionar.
Aí vemos uma diferença fundamental entre o turbo e o compressor. O turbo usa gases do escapamento para impulsionar o motor, e o compressor usa o ar do ambiente para essa função.
Um tipo de supercharger é o compressor mecânico e o outro é o compressor centrífugo. Ao abrir o capô, será possível notar que o supercharger vai preso no coletor de admissão, geralmente em cima do motor, e a turbina fica no coletor de escape, em uma posição mais escondida.
Carros com gás natural veicular (GNV) não são recomendados a ter o acessório, mas no geral, não há restrições para a instalação.
No Brasil, o turbocompressor é o componente mais usado. Nele é possível tirar mais potência com menos investimento, o que o torna mais popular. Thais Romio, sócia-proprietária da MVS Preparações, que trabalha há 11 anos no setor, explica que o supercharger é um tipo de preparação que não possui muita procura devido ao preço, isto é, mais caro. O valor elevado se dá ao compressor ser importado.
Atualmente não encontramos supercharger novo à venda, apenas usado. Isso porque não há produtores/marcas nacionais. Houve uma época em que ele tinha uma fabricação de apenas um modelo: M24. Ele era equipado no Ford Fiesta e no EcoSport. Além disso, o M24 era recomendado para carros com motor 1.0 porque ele vai até cerca de 120 cv de potência, explica Thais.
Trabalhar com uma preparação de cabeçote, escapamento e coletor de escape irá gerar ainda mais potência. Se você pretende ganhar mais potência ou tem um motor maior, terá que procurar um compressor / supercharger grande e com isso haverá custos ainda maiores.