Turbos para todos!

O que agora é tão comum nem sempre foi assim. A sobrealimentação foi usada com muitos anos de antecedência na aviação, e levou várias décadas para se transformar em carros de produção em massa. Inicialmente era uma forma de ganhar desempenho, mas com o tempo acrescentou a função de tirar mais potência dos motores, mas fazer mais com menos, mantendo o desempenho ou melhorando-o ligeiramente.

Existem tr√™s formas b√°sicas de aumentar a pot√™ncia: aumentar o limite de rota√ß√£o, aumentar o deslocamento ou a sobrealimenta√ß√£o. Nos √ļltimos anos, o terceiro m√©todo tem sido o mais comum, por ser o mais eficiente e rent√°vel, mas com os seus inconvenientes. Vamos passo a passo, para que ningu√©m se perca.


Turbos para todos!

Como é que funciona?

Os motores, de "toda a vida", eram atmosf√©ricos. Isso significa que o ar que eles s√£o capazes de digerir em seus cilindros vem da simples aspira√ß√£o causada pelo curso descendente de seus pist√Ķes, que eles sugam. No entanto, a capacidade te√≥rica dos cilindros n√£o est√° completamente cheia. Al√©m disso, o design da entrada √© muito importante, quanto menos obst√°culos e restri√ß√Ķes houver, melhor.

Os motores aspirados naturalmente perdem desempenho quanto maior for a altitude acima do nível do mar.

Se queremos aumentar a pot√™ncia, temos de p√īr mais ar, e isso significa mais gasolina para n√£o empobrecer a mistura, e portanto mais pot√™ncia. Obviamente um motor maior engole mais ar, por isso o aumento do deslocamento foi uma solu√ß√£o f√°cil durante d√©cadas. Mas tamb√©m devemos considerar que quanto maior √© um motor, mais perdas de energia sofre, mais fric√ß√£o e in√©rcia suas partes t√™m que lidar, assim como quanto mais pesado √© e mais caro √© mant√™-lo.


Um turbocompressor consiste em duas partes básicas, uma turbina e um compressor. A turbina é colocada no coletor de escape, os gases quentes expelidos pelo motor são usados para mover a turbina e recuperar a energia cinética. A turbina começa a girar, e transmite a rotação através de um eixo para a peça oposta, o compressor. Esta outra peça vai antes do colector de admissão, e com a rotação das suas pás produz compressão de ar. Na imagem seguinte vemos os compressores de prata, as turbinas são mais escuras (o material é diferente, mais resistente ao calor).

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J√° resolvemos o problema do enchimento, mas acabamos de criar um diferente. A compress√£o dos gases aumenta a sua press√£o e, portanto, a sua temperatura. Os motores gostam de ar o mais frio poss√≠vel, pois √© mais rico em oxig√©nio. Se os turbos aquecem o ar, teremos de tentar arrefec√™-lo um pouco antes de o enviar para os cilindros. √Č aqui que entra o permutador de calor (intercooler), que pode arrefecer o ar directamente ou com um circuito de l√≠quido refrigerante.

Os gases de entrada transferem o seu calor para o exterior. Quanto maior o intercooler, mais arrefece o ar, mais pot√™ncia. √Č por isso que os carros turboalimentados geralmente t√™m radiadores maiores, para resfriar mais o ar. Uma vez resolvido o problema de temperatura, outro problema permanece: o que fazer com todo aquele ar pressurizado quando o motor j√° n√£o precisa mais dele: quando o acelerador √© liberado, o acelerador fecha.

√Č aqui que o wastegate entra em ac√ß√£o. Quando todo esse ar n√£o √© mais necess√°rio, algo tem que ser feito com ele. Normalmente √© recirculado no in√≠cio da entrada (v√°lvula recirculada), mas tamb√©m pode ser lan√ßado para o exterior libertando um som caracter√≠stico semelhante ao "ptschsssss" (v√°lvula atmosf√©rica). Estamos quase a terminar, mas h√° outro problema a resolver: o tempo de resposta.


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Quanto maior o compressor, mais ar √© capaz de comprimir, mas tudo isso leva tempo: as partes mec√Ęnicas acumulam in√©rcia. Um turboalimentador pode chegar a 250.000 RPM (os dados est√£o corretos), ent√£o um ganho de v√°rios milhares de rota√ß√Ķes leva alguns d√©cimos de segundo, ou segundos, dependendo do tamanho da casca.

Um pequeno turboalimentador ter√° um tempo de resposta mais curto (defasagem), mas soprar√° a uma press√£o mais baixa. Um turboalimentador grande d√° mais press√£o, mas precisa de mais tempo para dar a m√°xima press√£o. √Č por isso que a f√≥rmula do turbo duplo √© frequentemente usada em paralelo (pequenos turbos alimentando metade do motor) ou sequencial (turbo pequeno para baixas rota√ß√Ķes, turbo grande para altas rota√ß√Ķes). Os turbos triplos tamb√©m come√ßaram a ser usados, at√© mesmo o tetraturbo em motores enormes.

Em competição o sistema ALS ou "bang-bang" é utilizado para reduzir o atraso, puxando combustível após a ignição da vela de ignição.

Para que o motor seja progressivo na sua pot√™ncia, tem de ter o menor atraso poss√≠vel, e aumentar a press√£o de forma controlada. Esta √ļltima √© obtida com gest√£o electr√≥nica e outra v√°lvula, que liberta o ar em excesso. Quanto menos excesso for libertado para o exterior, mais brutal e poderoso ser√° o turbo, mas menos refinado. Em suma, o processo √© este.

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Um pouco de história...

A General Motors foi o primeiro fabricante a usar turboalimentadores na produção em massa, em 1962 no Oldsmobile Jetfire e Chevrolet Corvair Monza Spyder, mas em termos de confiabilidade eles não saíram muito bem. Eles usaram turbinas Garrett T05 em conjunto com um complexo sistema de injeção de água e metanol, por isso houve problemas de resfriamento, entre outros. Estava demasiado avançado para o seu tempo.


Do outro lado do lago na Alemanha, engenheiros alemães colocaram um turboalimentador KKK em um BMW 2002 tii (130 cv), e o elevaram para 170 cv, resultando no turbo 2002. Foi uma novidade no Salão Automóvel de Frankfurt em 1973, quase ao mesmo tempo em que a crise do petróleo eclodiu devido aos acontecimentos do Yom Kippur. Embora não tivesse um consumo exagerado (10,5 l/100 km) foi descontinuado no ano seguinte, foram produzidas quase 1.700 unidades. Se você está mais interessado na história deste modelo, escrevi um artigo sobre ele anos atrás.

Outros fabricantes premium optaram pelo turboalimentador para ganhar desempenho, basta mencionar o Porsche 911 3.0 Turbo (1974), o Saab 99 Turbo (1977) ou o Buick Regal 3.8 V6 Turbo (1978). No caso específico da Porsche, foi o carro de produção em série mais rápido do seu tempo. A nova tecnologia fez a sua descoberta na Fórmula 1 em 1977, inaugurando a famosa "era turbo", que durou 12 anos. A propósito, foi a Renault que foi a primeira a fazê-lo.

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A palavra "turbo" era usada para nos erotizar mais.

Aos poucos, mais e mais fabricantes começaram a colocar turboalimentadores em seus carros, uma vez que o fantasma da segunda crise do petróleo (1979) desapareceu, quando a revolução dos ayatollahs ocorreu no Irã. Os emblemas "turbo" começaram a aparecer na parte de trás dos carros, na grelha da frente, nos peitoris laterais... como um símbolo de distinção. Os turbos também apareceram nos carros mais exclusivos.

Naquela √©poca, qualquer carro com o crach√° "turbo" era conhecido por ser mais frio, ou por ir mais longe. Sua din√Ęmica de dire√ß√£o pode ser um desastre completo, como o Ford Fiesta RS Turbo (1990), mas a dificuldade de dire√ß√£o tamb√©m pode ser um incentivo. Esses primeiros motores, sem uma gest√£o electr√≥nica sofisticada, eram mais explosivos e √°speros e, portanto, mais dif√≠ceis de conduzir. E se eles n√£o tinham pneus, suspens√£o e trav√Ķes a condizer, o que posso dizer-lhe?

Três palavras vão dizer-lhe muito: Renault 5 Turbo.

Os turbos foram muito importantes no esporte, basta lembrar as monstruosidades que apareceram no rali do Grupo B nos anos 80. Qualquer v√≠deo daquela √©poca √© verdadeira pornografia mec√Ęnica, as palavras "limite" e "racionalidade" n√£o existiam na mente dos engenheiros. Alguns carros de estrada herdaram esse esp√≠rito. Com o advento da inje√ß√£o eletr√īnica de combust√≠vel (EFI), os motores naturalmente aspirados recuperaram muito terreno.

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E os diesels?

Um pouco mais, e eu vou esquecê-los. Os diesels foram os patinhos feios de todas as séries durante bastante tempo. O motor diesel funciona por compressão pura, a mistura queima quando se aperta, não há velas de ignição. Os diesels naturalmente aspirados, embora muito confiáveis, tiveram um desempenho deplorável. Vou dar um exemplo, o Oldsmobile diesels do final dos anos 70, que produziu pouco mais de 100 hp com quase 6 litros de deslocamento. A fiabilidade deles foi um desastre, talvez eu não tenha dado o melhor exemplo.

Os europeus, com o combustível mais caro, foram pioneiros na supercarga de carros a gasolina. Em 1978 foi lançado o Mercedes-Benz 300SD Turbodiesel (110 cv), acima do 300D. Outro fabricante premium fez o mesmo, em 1983 apareceu a BMW 524td (115 cv), localizada acima da 524d, o diesel mais rápido do mundo. Passando para os generalistas, em 1986 foi lançado o Fiat Croma Turbo D i.d (92 hp).

Os primeiros turbos tinham baixas press√Ķes de impulso.

Embora estes primeiros carros a gasolina não fossem exactamente desportivos, tiveram uma clara melhoria no desempenho com um consumo de combustível praticamente idêntico. O par perfeito com esta tecnologia veio com a injeção direta de diesel, que estreou o Fiat Croma mencionado. Três anos depois o Audi 100 2,5 TDI (120 cv) apareceu, mas poucos acreditariam que a Fiat fizesse o primeiro gol. Actualmente um gasóleo naturalmente aspirado é inconcebível, o Euro 4 enviou-os para o ostracismo.

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Turbocompressores e ecologia, a redução de tamanho

Na gasolina, os motores naturalmente aspirados recuperaram muito terreno, pois eram ainda mais fi√°veis que os motores sobrealimentados; eram mais progressivos, com um consumo menos sens√≠vel ao uso e logicamente mais econ√≥micos. Os motores turboalimentados t√™m de ser mais refor√ßados, ter mais componentes e pesar mais com o mesmo deslocamento. Em meados da √ļltima d√©cada, o uso de turboalimentadores come√ßou a se tornar mais difundido, quando os diesels haviam ultrapassado os motores naturalmente aspirados em muitos modelos.

Os turbocompressores n√£o s√≥ d√£o pot√™ncia, como tamb√©m aumentam o torque de pico (for√ßa) para o mesmo n√ļmero de rota√ß√Ķes, uma vez que pot√™ncia = torque * RPM. As gasolinas atmosf√©ricas costumavam ser an√£s por turbos em termos de torque de pico e, gra√ßas aos turboalimentadores, as curvas de pot√™ncia come√ßaram a aplanar um pouco. Isto significa que o motor pede menos para mudar de marcha, e pode fazer rota√ß√Ķes mais baixas.

Al√©m disso, se adicionarmos uma boa gest√£o electr√≥nica e injec√ß√£o directa de combust√≠vel na equa√ß√£o, o deslocamento do motor pode ser reduzido. O 2.0 Turbo tornou-se o substituto natural dos V6 e L6, e estes, por sua vez, com turbos, come√ßaram a reformar-se naturalmente aspirados V8s e V10s. O fen√īmeno, conhecido como downsizing, ocorreu a partir do segmento mais baixo, at√© o topo da faixa. Poucos fabricantes ainda insistem em motores grandes, com muitos cilindros, naturalmente aspirados, e todos eles s√£o luxuosos.

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A redu√ß√£o de tamanho n√£o √© apenas uma consequ√™ncia da engenharia, mas da legisla√ß√£o. Muitos pa√≠ses tributam os motores com base no deslocamento, ou no n√ļmero de cilindros, ou em ambos. Portanto, um motor mais pequeno pode ser mais competitivo em termos de tributa√ß√£o em compara√ß√£o com um motor com o mesmo desempenho. Al√©m disso, quando se trata de homologa√ß√£o, os pequenos motores, se sujeitos a cargas muito baixas, t√™m um consumo de combust√≠vel muito baixo, e reduzem bastante as emiss√Ķes. Outra coisa √© pedir-lhes grandes esfor√ßos.

Assim, com os impostos, os fabricantes foram for√ßados a tentar fazer mais com menos. As normas antipolui√ß√£o fizeram o resto, os pequenos motores d√£o menos emiss√Ķes em laborat√≥rios, e n√£o param de retirar gera√ß√£o ap√≥s gera√ß√£o. Al√©m disso, j√° existem clientes que percebem os motores naturalmente aspirados como um atraso total. E isso nem sempre √© verdade.

Está a tornar-se cada vez mais comum um fabricante anunciar uma gama de motores em que já não existem motores aspirados naturalmente. Os fabricantes generalistas praticamente abandonaram os motores de seis cilindros, e uma solução de carro barata como o de três cilindros está assumindo o controle a um ritmo alarmante. Tudo isso é para o melhor? Não.

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Nem sempre vale a pena.

Porque n√£o usamos todos motores turbo-rapedados, sub-ono-litro com mais de 100bhp/litro? Porque na engenharia h√° limites. Existem condi√ß√Ķes nas quais um turbo de 125 cv 1.0 turbo pode consumir mais do que um naturalmente aspirado 1.6 da mesma pot√™ncia. No final do dia, os turbos aumentam a pot√™ncia tanto quanto aumentam o consumo de combust√≠vel. Um motor pequeno, com baixa press√£o de alimenta√ß√£o, funciona mais como um motor de aspira√ß√£o natural.

Puxar um carro pequeno não é a mesma coisa que puxar um SUV.

Os paradoxos tamb√©m podem ocorrer. Lembre-se do Infiniti Q50 V6 Biturbo 2016, um 3.0 acaba pesando mais do que um 3.7 por causa dos componentes auxiliares adicionados. O consumo √© mais ou menos o mesmo, mas voc√™ ganha mais cavalos de pot√™ncia com isso. Pela minha pr√≥pria experi√™ncia, descobri que um 1.2 Turbo pode ser t√£o sedento quanto um 3.0 Turbo, em condi√ß√Ķes onde o primeiro motor transpira muito (alta press√£o de sopro), e o segundo √© muito relaxado (baixa press√£o). Quanto mais "atmosf√©rico" for um carro, menos ele consome.

Muito poucos fabricantes apostam no rightsizing, ou seja, nem sempre apostam em pequenos deslocamentos, o importante √© o equil√≠brio, √© isso que d√° um bom resultado na vida real e fora do laborat√≥rio. Al√©m disso, um motor √© mais equilibrado quanto mais cilindros ele tiver, a menos que voc√™ acrescente solu√ß√Ķes contra-rotativas, que acrescentam complexidade e peso. Dito de outra forma, veste o macaco de seda, mas continua a ser um macaco.

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Tenho amaldi√ßoado frequentemente os motores de tr√™s cilindros pelo rev√©s que representam em termos de conforto e prazer de condu√ß√£o. Embora deva salientar que existem excep√ß√Ķes honrosas, tais como o SIDI 1.0 da Opel, a maioria √© decepcionante. A degrada√ß√£o de um V6 para um L4 √© muito menos percept√≠vel, pelo menos ambos s√£o motores bem compensados. Os tri-cilindros s√£o motores adequados para carros pequenos, mas para sedans e SUVs a sua adequa√ß√£o √© altamente discut√≠vel.

Como quase todos os fabricantes quiseram enganar as homologa√ß√Ķes, eles est√£o enganando seus clientes. √Č muito f√°cil para um motor turboalimentado gastar o mesmo - ou mais - do que o motor naturalmente aspirado que substitui, sem muito desempenho percept√≠vel. Na acelera√ß√£o pura os motores estar√£o no mesmo n√≠vel, mas na recupera√ß√£o o turbo tem sempre uma vantagem: h√° mais bin√°rio. Esta vantagem pode ser cancelada com engrenagens mais longas do que Ben Hur com publicidade da Telecinco. Como resultado, algumas pessoas recuam.

O uso correto da mudança de marcha elimina parte da vantagem dos turbos.

Em resumo, √© uma tecnologia que est√° aqui para ficar. Os fabricantes japoneses e americanos -principalmente- s√£o os √ļltimos a resistir a esta invas√£o dos motores turboalimentados. Os fabricantes europeus, por terem um mestrado em homologa√ß√Ķes batota, s√£o os que apostam mais nas conchas. A situa√ß√£o vai mudar um pouco com Euro 6c (2017) e homologa√ß√Ķes rodovi√°rias reais.

Estou convencido de que mais de um fabricante voltar√° aos motores de aspira√ß√£o natural, quando a emiss√£o de part√≠culas de gasolina for levada em conta. Quanto maior a compress√£o real, mais part√≠culas s√£o geradas, e as muito condenadas causam c√Ęncer, asma e todos os tipos de doen√ßas em grandes √°reas urbanas. H√° muitos casos de motores que no papel poluem menos do que os seus antecessores, mas na vida real poluem n√£o mais, mas muito mais.

Vamos ver se pouco a pouco se recupera aquele erótico da palavra "turbo", mas eu vejo-o complicado. Por exemplo, o Porsche 911 terá todos os seus motores com turbo, por isso o nome "Turbo" será um pouco desvalorizado. A realidade é que será como com os diesels, que antes a letra "T/t" aparecia muito nos crachás, mas como todos eles são assim, não importa; olhe para o dCi, HDi, CRDi, d... eles não têm o "T/t" em lugar algum. Puta bida Tt.

Eu n√£o gostaria de sair como um talib√£ anti-turbo, porque eu n√£o sou. Eu gosto de carros de alta performance, e se tiver um bom turbo, eles me deixam muito excitado. √Č certo que um bom carro naturalmente aspirado que chegue a 8.000 RPM pode ser mais excitante, mas os regulamentos j√° os condenaram. Um motor turbo √© bom para algu√©m? A resposta √© n√£o. Na engenharia voc√™ tem que encontrar o equil√≠brio, ent√£o as coisas est√£o bem feitas.

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Há bons motores e há outros que são um aborto de engenharia e, do mesmo modo, há motores atmosféricos com asma, e outros que são a merda. Não consigo me decidir, não sei se um corte de injeção a 8.000 RPM ou um escandaloso wastegate atmosférico em um motor turbo me faz sentir mais orgástico. Acho que depende um pouco do carro. Ambos, ao mesmo tempo, são difíceis de encaixar. Uma questão de gosto, acho eu.

Os motores turbo normais podem ter pouca ou nenhuma excita√ß√£o, especialmente se depois de 5.000 RPM eles esvaziam, como se fossem diesels. Outra coisa √© pegar o mesmo motor, preparado, com um turbo que sopra mais forte e com um wastegate. As conchas s√£o normalmente silenciadas por raz√Ķes de conforto, mas quando se faz barulho e podemos ouvir o grito crescente da turbina, meus amigos, isso √© como estar no c√©u.

Em março de 2005, enquanto o BMW 3 Series (E90) estava sendo apresentado, perguntei ao gerente do produto quando eles teriam motores turbo. Minha pergunta o deixou um pouco fora do ar, e ele me disse como era importante para a marca ter bons motores naturalmente aspirados. Um ano e meio depois, o Coupé 3 Series (E92) foi apresentado com o novo motor 3.0 L6 biturbo (N55 N54), voltámos a encontrar-nos, ele disse-me: "Ouvimo-lo". Sei que foi uma mentira, que foi aprovada muito antes, mas por alguns segundos, fiquei emocionado por ter tido tão boa pontaria.

E você, o que é você, atmosférico ou turbo?

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