Como funciona e quais são as vantagens de um motor turbo?

No dia em que aprendi, ainda menino, o princípio de funcionamento do turbo, me questionei: “Por que ainda existe motor sem ser turbinado?”.

Anos mais tarde, comecei a trabalhar na área e descobri a resposta: C-U-S-T-O. Hoje, felizmente, a busca por motores mais eficientes vem derrubando a tal barreira do custo por meio do aumento da escala de produção.

O turbo, que até bem pouco tempo era aplicado só em carros esportivos, tende a ser equipamento obrigatório em todos os motores.

E o mais legal: hoje já é uma realidade massificada, com uma aplicação que vai de motores 1.0 3 cilindros (como o popular Up!) a V6 de Mercedes (como o jipão GLE).

Assistido eletronicamente, com componentes criados com muita tecnologia (de construção e materiais) e servindo a motores muito mais modernos, o turbo se livrou dos problemas do passado: letargia em baixa rotação e durabilidade reduzida.

Se você nunca dirigiu um carro com motor turbo, deixo a dica: faça um test-drive, sem compromisso. Aposto que irá se apaixonar.

Entre as marcas com maior presença no Brasil, a Volkswagen é uma das que oferece a maior gama de modelos turbinados: há o 1.0 (Up! e Polo), 1.4 (Golf, Tiguan e Jetta), 2.0 (Golf, Jetta, Passat e Tiguan) e o 2.0 a diesel (Amarok).

Mas se não der para fazer o test-drive, posso lhe dar um breve resumo: com turbo, um carro 1.0 costuma ter aceleração e retomadas parecidas com as de um 1.6.

Com uma vantagem: o consumo continua sendo de um 1.0 aspirado. Entende agora por que desde sempre eu penso que motor sem turbo é um motor incompleto?

Como funciona o turbo

O que torna o turbo um equipamento especial – e sintonizado com a necessidade cada vez maior de motores eficientes – é que, para funcionar, ele se alimenta de uma fonte de energia abundante e totalmente desperdiçada em motores aspirados: o fluxo gerado pela expulsão dos gases de escape. Ou seja, o que alimenta o turbo é a passagem dos gases resultantes da queima da mistura ar/combustível.

O turbocompressor é formado por duas câmaras distintas, chamadas caixa fria e caixa quente (também são conhecidas, respectivamente, como compressor e turbina).

No interior de cada uma há um rotor, e ambos são interligados montados num mesmo eixo. Com a caixa quente instalada no coletor de escapamento, a passagem dos gases faz girar o rotor. Consequentemente, gira também o rotor da caixa fria, afinal há um eixo ligando os rotores, lembra? É quando começa o barato do turbo: a compressão.

Ao girar, o rotor da caixa fria capta ar da atmosfera (previamente filtrado) e o direciona, sob pressão, para a tubulação do sistema de admissão do motor.

E é aí que está toda a diferença: enquanto num motor aspirado o ar é naturalmente admitido por conta da movimentação dos pistões, num turbinado ele entra pressionado. Com mais ar, há mais moléculas de oxigênio, permitindo a entrada de mais combustível.

Mas, ao contrário do que se pode imaginar num primeiro momento, mais combustível não significa maior consumo. Pelo contrário! Com uma mistura de ar e combustível mais densa nas câmaras, as explosões são mais fortes, permitindo ao piloto exigir menos do acelerador.

Para automóveis “comuns” e urbanos, o futuro está vinculado aos turbocompressores. A própria turbina tem recebido inovações notáveis, como equipamentos de geometria variável (já usados em motores diesel e agora empregados em propulsores a gasolina, como os Porsche).

Os turbocompressores variáveis (VTG) conseguem operar em uma faixa de trabalho maior do motor do que os turbos convencionais, além de utilizar todo o gás de exaustão, ao contrário dos turbos com wastegate, em que, por meio de uma válvula, é feito o alívio dos gases de escape para controle do fluxo.

O VTG apresenta um atuador que permite o ajuste preciso dos pontos de operação do motor, para uma produção ideal de energia. Ele controla a pressão da turbina, ajustando rapidamente e com precisão suas aletas.

Ao alterar o ângulo de entrada e velocidade na entrada da turbina, as aletas em forma de S regulam a saída do gás da turbina, melhorando a termodinâmica e a resposta do motor, mesmo em rotações muito baixas.

A Audi trabalha com turbos elétricos, totalmente independentes do motor para funcionar – e sem qualquer atraso para funcionar. E a Infiniti trabalha com taxa de compressão variável em seus motores.