Novidades

15 JUL

Trabalho “sobre pressão”: os segredos de eficiência de um turbo moderno

Popularizado nas pistas, o turbo agora é sinônimo de eficiência (Total 911/Divulgação)

Carcaça, dois rotores e um eixo (árvore).

De forma bem simplificada, essas são as peças que compõe o turbocompressor, componente que foi de motivo de orgulho a peça essencial para as fabricantes atenderem às legislações de emissões sem penalizar no desempenho dos motores.

Só que, por trás dessa aparente simplicidade há uma miríade de pequenos componentes e, sobretudo, engenharia, que transformou essa peça de poucos quilos em uma pequena maravilha técnica.

Os rotores são feitos de materiais nobres, incluindo ligas de titânio (Divulgação/Porsche)

O lado bom é que nunca os turbos foram tão eficientes e robustos. O ruim: sem chance de fazer manutenção neles.

“Os turbocompressores modernos são desenvolvidos para durar a vida útil do motor”, explica Luis Fernando Pinto, supervisor de assistência técnica da BorgWarner do Brasil.

Para isso, as diferenças partes do turbo são montadas com tolerâncias milimétricas e materiais nobres, feitos para resistirem a temperaturas acima dos 1.000 ºC.

A proximidade com o coletor de escape faz o turbo esquentar ainda mais (Hennessey/Divulgação)

“Se houver um problema ocasionado por falha na manutenção, por exemplo, dificilmente será viável fazer o reparo do turbo. Neste caso é feita a troca completa da peça”, conclui.

E, se esta situação for a daquele Volkswagen Up! TSI usado que você estava namorando, mas foi maltratado pelos donos anteriores, melhor preparar o bolso: um turbo completo de reposição dificilmente sai por menos de R$ 5.000.

As peças do turbo são desmontadas e analisadas individualmente após os testes (BorgWarner/Divulgação)

Para detalhar o que está por trás do turbo, a norte-americana BorgWarner convidou jornalistas para uma apresentação íntima do sistema, que incluiu até a montagem de um componente completo, como detalharemos a seguir.

Mas, antes, executivos da empresa resumiram os diferentes conceitos usados em turbos modernos para atender às demandas das empresas, quase sempre relacionadas à eficiência energética e emissões de poluentes.

O leitor de QUATRO RODAS já conhece de cor as soluções mais populares da indústria.

A válvula wastegate elétrica deu mais versatilidade aos turbos modernos (BorgWarner/Divulgação)

São elas: o turbo com válvula de alívio elétrica (usada no motor EA211 da Volkswagen), o de dupla voluta (popular em diferentes modelos e oferecida em todos os modelos da PSA com motor 1.6 THP), o de geometria variável (ainda raro em carros a gasolina, mas usado pela Porsche e no Golf 1.5 europeu) e o sequencial.

Este último é raro em veículos de ciclo Otto, mas tem se popularizado em veículos diesel, incluindo carros de passeio, como o BMW X5 M50d e Volvo XC90 D5.

A última e mais moderna solução é, literalmente, metade de um turbocompressor. Erroneamente chamado de “turbo elétrico”, o sistema é, na verdade, um compressor.

Audi SQ7 usa configuração do motor V8 4.0 com dois turbos convencionais e um compressor (e não turbo) elétrico (Divulgação/Audi)

No lugar do turbo, um motor elétrico capaz de girar o rotor do compressor a mais de 100 mil rpm para virtualmente eliminar o temido turbo-lag. Essa estratégia, entretanto, ainda é cara e tende a ficar restrita a modelos que já possuem sistema elétrico de 48V.

Motor TSI da Volkswagen: no meio disso tudo é preciso colocar um turbo (Pedro Danthas/Quatro Rodas)

Os turbos têm ficados cada vez menores e mais apertados. “O espaço que as fabricantes nos dão para posicionar a peça no cofre do carro tem encolhido ao longo do tempo”, revela Pinto.

Para piorar, turbos usados em motores de baixa cilindrada precisam girar mais rápido para obter o desempenho exigido pela montadora.

Os gases do escapamento já vêm quentes, enquanto a compressão do ar esquenta o conjunto na parte “fria” (Divulgação/Porsche)

O resultado é que você tem uma peça de massa considerável a temperaturas elevadíssimas. Quer piorar? A árvore que une os dois rotores do turbocompressor só não encosta na carcaça central da peça graças a um pequeno filme de óleo entre elas.

O problema é que esse óleo pode literalmente cozinhar (ou coqueificar, usando o termo técnico) dentro do turbo quando o carro é desligado após uso intenso.

E não estamos falando de track day. Uma simples parada no posto em uma viagem já resulta nesse cenário potencialmente catastrófico.

Em veículos preparados a solução antiga era manter o motor ligado por alguns minutos em marcha lenta para esfriar o óleo, mas isso é inviável para um veículo de passeio.

Em diversos carros a solução foi adotar uma bomba d’água extra elétrica, que independe do funcionamento do motor. Ela fica ligada, circulando fluido de arrefecimento pelo turbo, até a temperatura do óleo cair.

Os motores THP da PSA possuem bomba d’água pilotada para refrigerar o turbo com o motor desligado (Christian Castanho/Quatro Rodas)

Desligue um Peugeot 308 THP em um dia quente, após uso intenso, e repare num ruído mecânico que o motor faz, mesmo desligado: é a bomba elétrica em funcionamento.

Nem sempre é preciso apelar a esse subterfúgio. As empresas também adotam a técnica de termossifão, que usa a alteração dinâmica da água por conta da temperatura para refrigerar o turbo de forma automática.

O conceito é simples: a água quente sobe e a fria desce. Então, o próprio desenho do arrefecimento do turbo faz com que essa água circule naturalmente pela diferença de temperatura e, por tabela, esfrie o componente.

Fãs de carros antigos conhecem essa técnica há priscas eras: ela foi usada desde sempre no icônico carro alemão-oriental Trabant IFA e também por alguns veículos da DKW.

Durante o desenvolvimento, o novo turbo é instrumentado antes de ser colocado no carro (BorgWarner/Divulgação)

Aula teórica à parte, chegou a hora de meter a mão na massa. Ou melhor, em uma série de ferramentas em uma bancada limpa como a de um laboratório.

QUATRO RODAS contou com a ajuda de um funcionário da BorgWarner para montar o turbo usado na linha Accelo da Mercedes-Benz. Logo de cara a quantidade de peças surpreende: já montei Legos com muito mais elementos.

A simplicidade esconde a precisão por trás de cada componente. Os rotores, “corações” do turbo, são usinados por uma máquina e tem tolerância medidas em duas casas depois da vírgula: 0,01 milímetro.

O tamanho das peças exige cuidado na montagem do turbo (BorgWarner/Divulgação)

O balanceamento das peças também é crítico. Já viu como o volante vibra quando uma roda do carro está desbalanceada? Agora imagine o sacolejar provocado por um eixo girando a mais de 300 mil rpm.

Felizmente os engenheiros já haviam passado dessas etapas, então restou a mim apenas colocar os anéis que retêm o óleo dentro da árvore do turbo (similares aos anéis de pistões), colocar a turbina e seu eixo nos mancais de apoio, travá-los dentro da carcaça, montar o controle de óleo da parte do compressor e fechar tudo com a carcaça fria do turbocompressor.

Engenheiros da empresa auxiliaram os jornalistas na produção do turbo (BorgWarner/Divulgação)

O processo todo levou cerca de 15 minutos, mas um especialista leva menos de um terço do tempo para fazer a mesma tarefa — e com uma qualidade infinitamente superior a este jornalista de mãos trêmulas que vos escreve.

Algumas coisas são similares à outros componentes do carro. Os anéis retentores, por exemplo, devem ser posicionados com cuidado e não podem ficar alinhados, exatamente como é feito na montagem de pistões em motores.

Todos os parafusos são apertados com a força exata e presos em sequência de cruz, como é feito ao trocarmos um pneu.

Pareceu tão fácil que levantamos novamente a questão: por que a reparabilidade é tão complexa? “Os rotores são aquecidos antes de serem posicionados na árvore. Quando esfriam, se contraem e são quase impossíveis de serem soltos”, explica Pinto.

O resultado disso comprovamos na prática. O parafuso que travaria o compressor do nosso turbo não entrava corretamente, pois a rosca estava danificada após o técnico ter desmontado o turbo para tentarmos remontá-lo.

Mas você, interessado em comprar um Mercedes Accelo, pode ficar tranquilo: esse turbo não será usado em nenhum motor e tem fins apenas “acadêmicos”.

– Sempre troque o óleo seguindo o intervalo solicitado pela fabricante (e que se reduz pela metade em uso severo) e só use lubrificante que se enquadre ou supere as especificações indicadas no manual.

– Não economize no filtro de ar. Se ele estiver saturado, mesmo que o intervalo de troca não tenha sido alcançado, troque a peça. Se a entrada de ar do motor estiver obstruída, o turbocompressor pode ultrapassar sua velocidade máxima de funcionamento e sofrer danos permanentes.

– O primeiro carro turbo de produção do Brasil foi o Fiat Uno. Entretanto, algumas unidades do Puma GTB chegaram a ganhar turbocompressor.

– Os turbos de livre fluxo, mais simples e que precederam as peças modernas, ainda são usados em motores estacionários, como geradores.

– Sabe aquele espirro do turbo, típico de carros modificados? Ele não só desapareceu de veículos originais como danifica a peça, ao impedir que os rotores desacelerem de forma adequada.

– Turbos modernos têm proteções contra altas temperaturas. Mesmo assim, após uso severo ou uma longa viagem, mantenha o motor em marcha-lenta por alguns segundos antes de desligá-lo.

Fonte: Quatro Rodas

Mais Novidades

11 FEV
Audi cria sistema que ajuda condutor a não pegar mais o sinal fechado

Audi cria sistema que ajuda condutor a não pegar mais o sinal fechado

– (Divulgação/Audi)Cansado de pegar o sinal vermelho e ficar esperando? Parece que os engenheiros da Audi querem resolver esse problema.Agora, a marca alemã oferece aos clientes de algumas cidades dos Estados Unidos e também da Europa uma tecnologia que promete evitar semáforos fechados.Ela é composta por dois sistemas: Green Light Optmized Speed Advisory (Alerta de Velocidade Otimizada em Luz Verde) e Traffic Light Information (Informação de Luz de Tráfego).O primeiro deles calcula... Leia mais
11 FEV
O misterioso Daihatsu que quase virou o primeiro carro 100% nacional

O misterioso Daihatsu que quase virou o primeiro carro 100% nacional

Mini-Puma chegou a ser apresentado a membros do governo (Carlos Namba/Quatro Rodas)Talvez você lembre da Puma como fabricante de alguns dos principais esportivos já feitos nos Brasil durante o período de importações limitadas. Mas sabia que ela quase fez – duas vezes! – um hatch compacto que poderia ter mudado a história da empresa, falida em 1985?Na primeira tentativa, que começou em 1970, o Projeto W chegou a ficar dois anos parado no papel. Só que a Puma fez uma verdadeira... Leia mais
10 FEV
Você pode comprar um Chevrolet Celta por R$ 3.000… na Holanda

Você pode comprar um Chevrolet Celta por R$ 3.000… na Holanda

Chevrolet Celta e Volkswagen Variant na Holanda (@plankhond/Internet)Se um dia você estiver na Europa e com saudade de dirigir um legítimo carro brasileiro, saiba que o Volkswagen Fox e a Fiat Strada, que foram vendidos oficialmente por lá, não serão as únicas opções.Você também pode dirigir um Chevrolet Celta! Há três deles registrados na Holanda, ainda que o compacto fabricado no Brasil entre 2000 e 2015 nunca tenha sido enviado para a Europa oficialmente.Os dois carros parecem... Leia mais
10 FEV
Flagra: novo Chevrolet Tracker batido reacende velho drama de donos do Fit

Flagra: novo Chevrolet Tracker batido reacende velho drama de donos do Fit

Em fase final de testes Chevrolet Tracker recebeu pancada na traseira e não suportou bem (Alyson Vasconcelos/Quatro Rodas)A nova geração do Chevrolet Tracker deve chegar às concessionárias até o fim de março, mas os flagras do SUV, já praticamente ou sem nenhuma camuflagem, não param de chegar.Desta vez o leitor Alyson Vasconcelos se deparou com um exemplar no município de Parnaíba (PI).Lá, a fabricante promove intensos testes para evitar repetir com o motor 1.2 turbo flex o que... Leia mais
10 FEV
Mau sinal: Hyundai Creta indiano ganha visual polêmico do ix25 chinês

Mau sinal: Hyundai Creta indiano ganha visual polêmico do ix25 chinês

– (Divulgação/Hyundai)A Hyundai revelou o visual da nova geração do Creta indiano no Salão do Automóvel de Nova Délhi, na Índia.O SUV recebeu as linhas controversas que estrearam no IX25 – modelo chinês correspondente ao da Índia – ainda no ano passado.Ainda não se sabe se o Creta brasileiro utilizará o mesmo design do indiano, mas, vale lembrar, que ambos os veículos compartilham o mesmo projeto, ou seja, têm mesma plataforma e conteúdo.Modelo chinês dá pistas de como... Leia mais
10 FEV
Picape grandalhona VW Tanoak ficará só no sonho. Tarok está na berlinda

Picape grandalhona VW Tanoak ficará só no sonho. Tarok está na berlinda

Gostou do estilo da Atlas Tanoak? Ela ficará só no conceito… (Divulgação/Volkswagen)A Volkswagen surpreendeu no Salão de Nova York de 2018, realizado quase dois anos atrás, ao apresentar o conceito de uma picape grande (média para os padrões norte-americanos) construída sobre chassi monobloco.Com 5,44 metros de comprimento, 2,03 m de largura, 1,84 m de altura e 3,26 m de entre-eixos, a VW Atlas Tanoak seria o maior veículo já construído sobre a plataforma modular MQB, a mesma... Leia mais