Turbo

O turbo é utilizado na mecânica como um artifício para aumento de potência em motores a combustão. Para tanto, é empregada uma peça conhecida como turbocompressor ou turbo (de turbina). Não deve ser confundido com o compressor que usa a força de rotação do motor, também conhecido como compressor mecânico.

Carros turbo-alimentados:

Fiat (Marea Turbo 182cv, Tempra Turbo/Stile 165cv e Uno Turbo 118cv)

Volkswagem (Golf GTI 1.8L 20v 193cv(com gasolina premium), Gol 1.0L 16v Turbo 112cv , Parati 1.0 16v Turbo 112 cv )

Audi (A3 1.8 T 150cvs, A3 1.8 T 180cvs, S3 225cvs, A3 2.0 FSI 200cvs)

Opel Vauxhall GM (Astra 2.0 16V Turbo 200cvs, Astra VXR 240cvs, Zafira OPC 200cvs, Zafira VXR 240cvs)

Bugatti (Veyron tetra-turbo 1001cv)

Carros que usam compressor:

Ford (Fiesta 1.0 Supercharger 95cvs, EcoSport 1.0 Supercharger 95cvs)

Mercedes-Benz (SLK 320 Kompressor, SLR McLaren)

Jaguar (XKR, XJR)

Princípio

É sabido que o torque de um motor está diretamente relacionado a massa de ar que o mesmo consegue aspirar por ciclo de admissão, o turbo atua como método de sobrealimentação, comprime o ar antes de ser admitido pelo motor, assim dado um mesmo volume de ar, têm-se muito mais massa de ar devido a compressão.

Um turbo-compressor pode ser dividido em duas partes: a turbina(também conhecida como parte quente) e o compressor(parte fria), o nome dá-se devido à diferença de temperatura das duas carcaças que pode exceder centenas de graus durante o trabalho.

Mecanismo

A turbina utiliza a força oriúnda dos gases de escapamento do carro para acionar o compressor, enquanto os compressores convencionais usam a força direta do motor através de uma correia ou atrelado ao virabrequim. Há um pequeno atraso, o turbo-lag, que é o atraso do fornecimento de pressão máxima pelo compressor e a abertura total da borboleta de aceleração. Isso ocorre quando se aplica carga máxima ao motor, mas a turbina demora (devido a inércia do conjunto) a adquirir rotação suficiente para que o compressor forneça pressão máxima. Os gases de escapamento não são redirecionados ao motor, apenas servem pra mover a turbina que age sobre uma bomba de ar rico em oxigênio. Os ganhos de potência são muito grandes, dependendo da cilindrada do motor, da pressão de alimentação, da presença de intercooler, entre outros fatores. Veículos de arrancada já conseguem ganhos da ordem de quase 600% sobre o motor original.

No Brasil a faixa mais comum de ganho de potência para veículos de rua é de 50% a 100% de ganho graças ao emprego de álcool como combustível.

Aspirados e Compressores

Os motores aspirados são os que não utilizam nenhum artifício para aumento do fluxo de ar a não ser a aspiração natural pós explosão. Algumas marcas conseguem obter grande potência aumentando o fluxo aspirado de ar apenas elevando a rotação máxima atingida pelo motor.

Os motores equipados com compressor mecânico não apresentam o turbo-lag e se baseiam em princípio semelhante ao turbo. Contudo sua força de compressão parte diretamente da rotação do motor, e não da força dos gases de escapamento.

É muito utilizado em motores com disposição em V (V6, V8, V12...), pois a instalação do turbo se torna complicada ao ter que unir a saída dos gases, que ficam em lados opostos do motor, enquanto as entradas ficam justamente no vão interno, como o compressor não depende da saída de gases e as entradas estão próximas, a instalação é bem mais simples. Motores turbo-alimentados com cilindros dispostos em V normalmente utilizam duas ou mais turbinas.

O turbo tem a grande vantagem de aproveitar a energia que seria desperdiçada para produzir pressão no motor (os gases de escape giram a turbina), enquanto o compressor consome um pouco de energia mecânica, para o mesmo efeito (eixo do motor gira o compressor). A eficiência de uma turbina é normalmente maior que a de um compressor mecânico devido a este fator, os Mercedes Benz série C utilizam compressores roots, que são menos eficientes, já os motores mais potentes/de maior pressão utilizam um compressor lysholm, também conhecido como parafuso, que é mais eficiente que o compressor centrífugo (caso do turbocompressor).

Contudo, o turbocompressor e o compressor mecânico têm um ponto em comum: ambos têm duas variáveis para a geração de pressão. São elas: a carga do motor e a rotação. Em ambos é possível ter rotação máxima praticamente sem pressão positiva, do mesmo modo, em baixas rpm, pode-se obter pressão máxima.

A pressão máxima fornecida pelo turbocompressor é limitada por uma válvula de alívio. Em carros turbo originais de fábrica a atuação da válvula de alívio (também chamada de wastegate) pode ser controlada pela central da injeção eletrônica. No compressor mecânico, a pressão máxima fornecida é definida pela relação de polias entre o compressor e o virabrequim.

Outro meio de controlar a pressão máxima gerada pelo turbo é a válvula "Blow off", que fica localizada na admissão do motor, antes da borboleta de aceleração. O modo de controle da pressão é um pouco diverso: enquanto a válvula wastegate desvia uma parcela dos gases de escape, controlando o fluxo de gases para a turbina, a válvula Blow off desvia uma parcela do ar comprimido pelo turbo. Assim a turbina está girando sempre na rotação máxima, causando desgaste consideravelmente maior.

Contudo, ao utilizar a válvula Blow off, as retomadas de velocidade ficam superiores às de um veículo que utiliza waste gate. Essa característica é desejada somente em competições em circuitos, pois em um veículo de "arrancada" não existe retomada de velocidade e para um veículo de uso em rua o desgaste mais acentuado não compensa o ganho.