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Olá amigo do Autoblog.

Esta semana irei falar um pouco sobre os turbos de geometria variável, também conhecido como TVG. Como sabemos os turbos convencionais contam com o lag em baixas rotações do motor onde os rotores da turbina demoram muito para começar a girar, já que os gases do escape não têm força para fazer a turbina girar. Uma solução para isto é utilizar um turbo pequeno de baixa pressão que comece a comprimir o ar aspirado pelo motor desde rotações muito baixas, mas como nem tudo é perfeito, em altas rotações do motor o turbo de baixa pressão não tem capacidade suficiente para comprimir quantidades grandes de ar. Sendo assim, a potência que ganhamos em baixas rotações, não será tão bem aproveitada em alta rotação. Logo, criou-se uma solução, o turbo de geometria variável.

O turbo TVG diferencia-se do turbo convencional pela utilização de um prato ou coroa no qual estão montadas aletas móveis que podem ser orientadas (todas em conjunto) num ângulo determinado mediante um mecanismo de vareta e alavanca empurradas por uma cápsula pneumática, sistema parecido com o utilizado na Válvula Wastegate.

Para conseguir a máxima compressão do ar em baixas rotações as aletas devem se fechar, já que diminuindo o espaço entre elas, aumenta a velocidade dos gases de escape que incidem com mais força sobre as pás do rotor da turbina (menor espaço = maior velocidade). Quando o motor aumenta as rotações, a pressão no coletor de admissão também aumenta, logo a cápsula pneumática detecta este aumento e através de um tubo faz um movimento que empurra o sistema de comando das aletas para que estas se movam para uma posição de abertura maior, o que faz a velocidade dos gases de escape seja menor (mais espaço = menor velocidade).
As aletas estão montadas sobre uma coroa (como se vê na imagem abaixo), peça essa que regula as aletas para que abram ou fechem nos momentos determinados.

Abaixo você pode conferir algumas características do funcionamento da turbina de geometria variável:

Na figura da esquerda vemos como as aletas adotam uma posição fechada que apenas deixa espaço para a passagem dos gases de escape. Esta posição é adotada pelo turbo quando o motor gira a baixas rotações e a velocidade dos gases de escape é baixa. Com isto é possível acelerar a velocidade dos gases de escape, ao passar pelo estreito espaço que fica entre as aletas, o que faz incidir com mais força os gases sobre a turbina. Essa posição mais fechada é adotada quando se exige respostas maiores do motor, por exemplo, quando se parte de uma velocidade baixa, ou rotação baixa, o que faz com que o motor possa acelerar de uma forma mais rápida como numa ultrapassagem ou numa aceleração brusca.

Na figura do centro as aletas tomam uma posição mais aberta que corresponde a um funcionamento do motor com um regime de médio de rotações e marcha normal, neste caso o turbo TVG vai se comportar como um turbo convencional. As aletas adotam uma posição intermediária que não interfere na passagem dos gases do escape.

Na figura da direita as aletas adotam uma posição muito aberta devido ao alto regime de rotações do motor, onde os gases de escape entram em alta velocidade no turbo fazendo a turbina girar em alta rotação. Neste caso, a posição das aletas realiza a função que realizava a válvula wastegate nos turbos convencionais, isso é, limita a velocidade da turbina quando o motor gira a altas rotações onde há muita pressão no coletor de admissão, isto explica por que é que os turbos VTG não têm válvula wastegate.

O funcionamento que vimos para o Turbo TVG é teórico já que o controle da cápsula manométrica, da mesma forma que nos turbos convencionais mais modernos, se faz mediante uma central eletrônica que se encarrega de regular a pressão que chega à cápsula manométrica nos turbos TVG e à válvula wastegate nos turbos convencionais, em todas as margens de funcionamento do motor e levando em conta vários fatores, como a temperatura do ar de admissão, a pressão atmosférica, e as exigências do condutor.

Mas como nada é perfeito, um dos inconvenientes que apresenta este sistema é a sua maior complexidade, e por isso, o maior preço quando comparado com um turbo-compressor convencional. Assim como o sistema de lubrificação que necessita usar óleos de maior qualidade e trocas mais frequentes.

Espero que este post tenha tirado algumas dúvidas sobre este sistema utilizado em motores diesel e gasolina, muito conhecido nos Porsches.

Abraços e até a próxima.

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