O que é turbocompressor?
Um turbocompressor, ou turbo (coloquialismo), do grego "τύρβη" ("Wake"), (também do latim "turbo" ("spinning top"), é um dispositivo de indução forçado acionado por turbinas que aumenta a eficiência de um mecanismo de combustão interna e produção de energia forçando o ar extra na câmara de combustão. Essa melhoria em relação à produção de um motor naturalmente aspirado, porque a turbina pode forçar mais ar e proporcionalmente mais combustível, na câmara de combustão do que a pressão atmosférica sozinha.
Os turbocompressores eram originalmente conhecidos como turbosuperchargers quando todos os dispositivos de indução forçados foram classificados como superalimentadores. Atualmente, o termo "supercharger" geralmente é aplicado apenas a dispositivos de indução forçados mecanicamente acionados. A principal diferença entre um turbocompressor e um supercharger convencional é que um supercharger é mecanicamente acionado pelo motor, geralmente através de uma correia conectada ao eixo de manivela, enquanto um turbocompressor é alimentado por uma turbina acionada pelo gases de escape do motor. Comparados a um supercharger acionado mecanicamente, os turbocompressores tendem a ser mais eficientes, mas menos responsivos. TwinCharger refere -se a um motor com um superalimentador e um turbocompressor.
Os turbocompressores são comumente usados em motores de caminhão, carro, trem, aeronaves e equipamentos de construção. Eles são usados com mais frequência com motores de combustão interna do ciclo Otto e do ciclo diesel. Eles também foram considerados úteis em células de combustível automotivas.
Como funciona?
Nos motores de pistão normalmente aspirados, os gases de admissão são "empurrados" para o motor por pressão atmosférica que preenche o vazio volumétrico causado pelo golpe descendente do pistão (que cria uma área de baixa pressão), semelhante ao desenho de líquido usando uma seringa. A quantidade de ar realmente inspirada, em comparação com a quantidade teórica se o motor puder manter a pressão atmosférica, é chamada de eficiência volumétrica. O objetivo de um turbocompressor é melhorar a eficiência volumétrica de um motor, aumentando a densidade do gás de ingestão (geralmente ar), permitindo mais potência por ciclo do motor.
O compressor do turbocompressor desenha no ar ambiente e o comprime antes de entrar no coletor de admissão a um aumento da pressão. Isso resulta em uma maior massa de ar que entra nos cilindros em cada golpe de admissão. A energia necessária para girar o compressor centrífugo é derivado da energia cinética dos gases de escape do motor.
Um turbocompressor também pode ser usado para aumentar a eficiência do combustível sem aumentar a energia. Isso é alcançado através da recuperação de energia residual no escapamento e alimentando -o de volta à ingestão do motor. Ao usar essa energia desperdiçada para aumentar a massa de ar, fica mais fácil garantir que todo o combustível seja queimado antes de ser ventilado no início do estágio de escape. O aumento da temperatura a partir da pressão mais alta proporciona uma maior eficiência de Carnot.
O controle dos turbocompressores é muito complexo [explicação adicional necessária] e mudou drasticamente ao longo dos mais de 100 anos de seu uso. Os turbocompressores modernos podem usar resíduos, válvulas de sopro e geometria variável, conforme discutido nas seções posteriores.
A densidade reduzida de ar de entrada é frequentemente agravada pela perda de densidade atmosférica observada com altitudes elevadas. Assim, um uso natural do turbocompressor é com motores de aeronaves. À medida que uma aeronave sobe para altitudes mais altas, a pressão do ar circundante cai rapidamente. A 5.486 metros (17.999 pés), o ar está à metade da pressão do nível do mar, o que significa que o motor produz menos de meia potência nessa altitude.
