Turbinas: o que são e como funcionam

Autopeças
07/10/2021

Famosas por causa dos aviões, as turbinas são hoje figurinhas carimbadas também no setor automobilístico.

Voltemos a 1914, início da Primeira Guerra Mundial, período em que os aviões ganharam outra função para além do transporte: destruir. Do alto, eram lançadas bombas capazes de surpreender o adversário preocupado com as imediações terrestres.

Mas, para isso, foi preciso aumentar consideravelmente a capacidade da aeronave para alçar voos mais altos. Afinal, quanto mais elevado se está, mais rarefeito torna-se o ar, o que prejudica o desempenho do motor.

Para resolver o problema, engenheiros desenvolveram turbocompressores capazes de pressurizar o ar e enviá-lo ‘agrupado’ ao motor. Como a potência é o resultado da proporção entre ar e combustível, a peça se converteu em chave para a melhora do desempenho não só de aviões, mas de outros veículos, como carros, barcos etc.

Métodos

Com a evolução tecnológica da indústria, as turbinas também se modificaram. Atualmente, existem três maneiras de injetar ar no motor: aspiração natural, turbocompressores e compressor mecânico Blower.

Aspiração natural

Neste método, o ar entra nos pistões do motor pela pressão atmosférica. No tempo de admissão, gera-se um vácuo no interior do objeto. Esse ‘buraco’ é preenchido naturalmente, viabilizando a combustão.

Como não existe controle sobre quantidade de ar injetado, a potência do veículo fica comprometida. Nesse sistema, a relação ar-combustível é mais aproveitada apenas quando o motor trabalha com rotações e cargas elevadas, o que aumenta o consumo.

Turbocompressor

Com o turbocompressor, as deficiências da aspiração natural são sanadas. A peça é composta por volutas (ou caracóis) introduzidas em dois rotores: turbina e compressão. A maquinaria aproveita a energia cinética e mecânica dos gases gerados pelo motor para funcionar.

O sistema aumenta a pressão interna do motor e, por consequência, a densidade do interior do cilindro.

Os fatores que determinam se um turbo é bom ou ruim são:

Número;
Peso e configuração das pás dos rotores;
Forma e tamanho dos caracóis;
Formato de entrada e saída dos bocais da peça;
Diâmetros de entrada e saída das pás do compressor Trim (divisão entre o diâmetro maior e menor do rotor compressor);
Forma dos caracóis e suas dimensões A/R.

*Este último se trata da relação entre a área de passagem do fluido de massa de ar na turbina e seu raio em relação ao centro da turbina.

O turbo também passou a ser utilizado em motores menores, e, consequentemente, teve de ser diminuído. Foi então que abriu-se caminho para as válvulas de alívio wastegate, que fornecem um caminho alternativo para os gases passarem, sem atrapalhar o funcionamento das pás.

Para não haver atrasos no tempo de resposta, foram incorporados os turbos TGV, cuja tecnologia garante a sustentabilidade de torque em baixas rotações.

Caso queira instalar um turbocompressor em seu veículo, consulte um mecânico de confiança para garantir segurança. A substituição demanda cuidados, como: trocar óleo e lubrificante, não utilizar adesivos para colar as juntas, entre outros.

Compressores mecânicos Blower

A peça, também conhecida como supercompressor, tem a mesma finalidade dos outros sistemas: levar mais oxigênio ao motor. No entanto, é menos utilizado pelo fato de atuar como um assoprador, e não como um compressor de ar.

Isso leva o compressor mecânico a diminuir a lubrificação do motor, além de reduzir a pressurização e ser de difícil adaptação.