Diferenças entre motores naturalmente aspirados e turboalimentados

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Este é um tópico que se tornou uma prioridade desde a introdução massiva de motores menores. Essa foi uma oportunidade de escrever um artigo para tentar esclarecer esse problema, então vamos dar uma olhada em todos os elementos que diferenciam os motores naturalmente aspirados dos motores turboalimentados.

Leia também: Operação do turbocompressor.

Princípio básico

Como nem todos vocês são campeões mecânicos, vamos dar uma olhada rápida no que são os motores naturalmente aspirados e com superalimentação.

Em primeiro lugar, vamos esclarecer que esses termos significam, em primeiro lugar, a entrada de ar, então não nos importamos com o resto. Um motor de aspiração natural pode ser considerado um motor “padrão”, o que significa que ele respira naturalmente o ar externo graças aos movimentos alternativos dos pistões, que então atuam como bombas de sucção aqui.

Um motor superalimentado usa um sistema aditivo que direciona ainda mais ar para o motor. Assim, além de sugar o ar pelo movimento dos pistões, acrescentamos mais com a ajuda de um compressor. Existem dois tipos:

• Impulsionado pela energia do motor = compressor - compressor
• Gás de escape controlado = turbocompressor.

Motor turbo = mais potência

Primeira observação: um motor turboalimentado é potencialmente mais potente. Na verdade, a força vem diretamente da combustão nos cilindros, quanto mais importante, mais o cilindro "se move" e, portanto, mais potente é o carro. Com um turbo, você pode injetar mais ar nos cilindros do que sem ele. E porque conseguimos enviar mais oxidante (ar e principalmente a pequena parte do oxigênio que está ali), podemos enviar mais combustível. Portanto, temos mais energia para queimar em um ciclo, portanto, temos mais energia. O termo “boost” também é de grande importância, literalmente entupimos o motor com ar e combustível, “enfiamos” o máximo possível nos cilindros.

O 458 Italia tem uma aspiração natural de 4.5 com 570 cv.

O 488 GTB (substituição) é movido por um motor 4.0 supercharged que desenvolve 100 cv. mais (portanto, em 670). Assim, temos um motor menor e mais potência (duas turbinas, uma por banco de cilindros). A cada grande crise, os fabricantes nos trazem suas turbinas. Isso realmente aconteceu no passado, e é possível que sejam abandonados novamente no futuro (a menos que a eletricidade substitua o calor), mesmo que haja pouca chance no contexto “climático”. Política ".

Motor turbo menos oco

Um motor de aspiração natural suga mais ar à medida que aumenta as rotações, então sua potência aumenta nas rotações, pois é quando ele consome mais ar e combustível. Um motor turbo pode ter muito ar e combustível em baixas rotações porque o turbo enche os cilindros com ar "artificial" (ar que é adicionado ao ar naturalmente aspirado pelo movimento dos cilindros). Quanto mais oxidante, mais combustível é enviado em baixas velocidades, resultando em excesso de energia (este é um tipo de liga).

Observe, entretanto, que os compressores acionados pelo motor (supercompressor acionado pelo virabrequim) permitem que o motor seja forçado com ar, mesmo em rpm mais baixas. O turbocompressor é alimentado pelo ar que sai do tubo de escape, portanto, não pode funcionar bem em rotações muito baixas (onde os fluxos de exaustão não são muito importantes).

Observe também que o turbocompressor não pode operar da mesma forma em todas as velocidades, as "hélices" das turbinas não podem operar da mesma forma dependendo da força do vento (daí a velocidade e o fluxo dos gases de escape). Como resultado, o turbo funciona melhor em uma faixa limitada, daí o efeito de chute traseiro. Então temos duas soluções: um turbocompressor de geometria variável que altera a inclinação das aletas, ou duplo ou mesmo triplo boost. Quando temos várias turbinas, uma se encarrega das baixas velocidades (pequenos fluxos, daí pequenos turbos adaptados a esses "ventos"), e a outra se encarrega das altas velocidades (mais em geral, é lógico que os fluxos são mais importantes neste ponto. lá). Com esse dispositivo, encontramos então a aceleração linear de um motor naturalmente aspirado, mas com muito mais travamento e obviamente torque (em cilindradas iguais, claro).

Consumo? Depende …

Isso nos leva a um ponto bastante importante e controverso. O motor turboalimentado consome menos? Se você olhar os números dos fabricantes, pode dizer que sim. Porém, na verdade, muitas vezes tudo é muito bom e as nuances precisam ser discutidas.

O consumo dos fabricantes depende do ciclo NEDC, nomeadamente da forma particular de utilização dos automóveis: aceleração muito lenta e velocidade média muito limitada.

Nesse caso, os motores turboalimentados estão no topo porque não o usam muito ...

Na verdade, a principal vantagem do motor turbo reduzido é seu pequeno tamanho. Um motor pequeno, muito logicamente, consome menos do que um grande.

Infelizmente, um motor pequeno tem potência limitada porque não pode absorver muito ar e, portanto, queimar muito combustível (já que as câmaras de combustão são pequenas). O fato de utilizar um turbocompressor permite aumentar artificialmente seu deslocamento e restaurar a potência perdida durante a retração: podemos introduzir um volume de ar que ultrapassa o tamanho da câmara, já que o turbocompressor envia ar comprimido, que leva o ar. menos espaço (também é resfriado por um trocador de calor para reduzir ainda mais o volume). Resumindo, podemos vender 1.0s com mais de 100 cv, enquanto sem turbo eles seriam limitados a cerca de sessenta, portanto não podem ser vendidos em muitos carros.

Como parte da homologação NEDC, usamos carros em baixas velocidades (baixa aceleração lenta nas rotações), então acabamos com um pequeno motor que roda silenciosamente, caso em que não consome muito. Se eu rodar o 1.5 e o 3.0 litros lado a lado em rotações baixas e semelhantes, o 3.0 irá logicamente consumir mais.

Portanto, em baixas rotações, um motor turboalimentado funcionará como naturalmente aspirado, uma vez que não usará turboalimentação (os gases de escapamento são muito fracos para reanimá-lo).

E é aí que os motores turbo enganam o mundo deles, consomem pouco em baixas rotações em comparação com os atmosféricos, pois em média são menos (menos = menos consumo, repito, eu sei).

Porém, no uso real, às vezes as coisas vão tão longe quanto o contrário! Na verdade, ao subir as torres (quando usamos a potência em vez do ciclo NEDC), o turbo entra em ação e começa a despejar um grande fluxo de ar no motor. Infelizmente, quanto mais ar, mais deve ser compensado com o envio de combustível, que literalmente explode a taxa de fluxo.

Então, vamos recapitular: os fabricantes reduziram o tamanho dos motores para lidar melhor com o ciclo NEDC e, portanto, diminuir os valores de consumo. No entanto, para oferecer o mesmo nível de potência dos "velhos grandes motores", eles adicionaram um turboalimentador (ou supercompressor). Durante o ciclo, o turbocompressor roda muito pouco e ainda traz um pouco de energia extra devido à expansão dos gases de escapamento (os gases de escapamento ocupam mais espaço do que a mistura que entra no motor, essa expansão é impulsionada pela turbina), o que leva para baixo consumo, porque o motor é pequeno, lembro a vocês (se compararmos dois volumes idênticos com e sem turbo, então aquele com turbo vai consumir mais logicamente). Na verdade, as pessoas usam toda a potência de seus carros e, portanto, fazem o turbo trabalhar mais. O motor é bombeado com ar e, portanto, também deve ser “carregado” com gasolina: o consumo sobe vertiginosamente, mesmo com motores pequenos ...

De minha parte, às vezes noto com medo que muitos de vocês estão muito insatisfeitos com o consumo real de pequenos motores a gasolina (os famosos 1.0, 1.2, 1.4, etc.). Quando muitas pessoas voltam do diesel, o choque se torna ainda mais importante. Alguns até vendem o carro na hora ... Portanto, tome cuidado ao comprar um pequeno motor a gasolina, eles nem sempre fazem maravilhas.

Som ruim?

Com um motor turbo, o escapamento fica ainda mais difícil ... Na verdade, além dos catalisadores e do filtro de partículas, agora temos uma turbina que é alimentada pelos fluxos causados ​​pelos gases de escapamento. Tudo isso significa que ainda estamos adicionando algo que bloqueia a linha, então ouvimos um pouco menos de ruído. Além disso, a rotação é mais baixa, então o motor pode guinchar menos.

O F1 é o melhor exemplo existente, com o prazer do espectador que diminuiu bastante (o som do motor era um dos principais ingredientes e, de minha parte, sinto muita falta dos V8 naturalmente aspirados!).

Aqui podemos ver claramente que o turbo está um pouco obstruído no nível do escapamento ... (manifold à direita e turbo à esquerda)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Escolha um!

O Spotter (GE Supercars) fez o trabalho para você comparar. Note, no entanto, que a diferença é mais perceptível em outros carros (especialmente o F1), porque a Ferrari, mesmo assim, fez questão de que o turbo punisse a aprovação o menos possível, obrigando os engenheiros a um trabalho sério. Apesar de tudo, temos 9000 rpm no 458 e 8200 rpm no 488 GTB (sabendo também que na mesma velocidade o 488 faz menos ruído).

Subvelocidade turboalimentada?

Sim, com duas turbinas que coletam os fluxos de escapamento e enviam ar comprimido para o motor, há um limite aqui: não podemos fazer com que ambas girem muito rápido, e também temos um arrasto no nível de saída do escapamento, o que não fazemos tem com um motor naturalmente aspirado. (turbo interfere). Observe, no entanto, que a turbina que envia ar comprimido para o motor é controlada eletronicamente através da válvula de desvio da válvula de desvio, para que possamos restringir o fluxo de ar comprimido para o motor (isso faz parte do que acontece). entrar no modo de bloqueio, a válvula de desvio liberará toda a pressão para o ar e não para o motor.

Portanto, tudo isso se aproxima do que vimos no parágrafo anterior.

Grande inércia?

Em parte pelas mesmas razões, obtemos motores com mais inércia. Também reduz o prazer e a sensação de esportividade. As turbinas afetam o fluxo de entrada (admissão) e saída (exaustão) do ar e, portanto, causam certa inércia em relação à velocidade de aceleração e desaceleração desta. No entanto, tome cuidado para que a arquitetura do motor também tenha uma grande influência nesse comportamento (motor na posição V, plano, em linha, etc.).

Como resultado, quando você abaixa o gás em uma parada, o motor acelera (estou falando de velocidade) e desacelera um pouco mais devagar ... Até a gasolina começa a se comportar como motores a diesel, que geralmente são turboalimentados por mais de um longo tempo ( por exemplo, M4 ou Giulia Quadrifoglio, e esses são apenas alguns deles. 488 GTB funciona muito, mas também não é perfeito).

Se isso não é tão sério no carro de todos, então em um supercarro - 200 euros - muito mais! Os antigos do ambiente devem ganhar popularidade nos próximos anos.

Exaustor Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Supercarro da polícia

Rendezvous aos 20 segundos para ouvir a inércia do motor é muito mole, não é?

Resposta mais lenta

Outra consequência é que a resposta do motor é menos impressionante. A Ferrari também se esforça para demonstrar aos clientes em potencial que tudo foi feito para reduzir a capacidade de resposta do motor, apesar do 488 GTB ser turboalimentado.

Menos nobre?

Na verdade, não ... Como um supercompressor pode tornar um motor menos nobre? Se muitas pessoas pensam o contrário, eu, de minha parte, acho que não faz sentido, mas talvez eu esteja errado. Por outro lado, pode torná-lo menos atraente, o que é outra questão.

Confiabilidade: turbo em meio mastro

Esta é uma lógica estúpida e nojenta. Quanto mais peças no motor, maior o risco de quebra ... E aqui estamos arruinados, porque o turbocompressor é uma parte sensível (aletas frágeis e um rolamento que deve ser lubrificado) e uma parte que está sujeita a enormes restrições (centenas de milhares de rotações por minuto!) ...

Além disso, pode matar um motor diesel devido à aceleração: flui ao nível do mancal lubrificado, esse óleo é sugado para o motor e queima neste último. E como não há ignição controlada nos motores a diesel, o motor não deve ser desligado! Tudo o que você precisa fazer é assistir seu carro morrer muito alto e em uma nuvem de fumaça).

Todos os comentários e reações

Dernier comentário postado:

Phil HAKE (Data: 2021, 05:22:08)

Você escreve que sente falta dos motores V8 na Fórmula 1, mas dos pilotos que experimentaram a primeira era da turboalimentação, então o V8, V10, V12 3500cc. Cm, depois 3 cc. Veja, dizem que faltavam apenas motores V3000 de 2 cc. Veja Rindoamente poderoso, essa é minha opinião.

Il I. 1 reação (ões) a este comentário:

• Administrador ADMINISTRADOR DO SITE (2021-05-24 15:16:25): Cuidado com as sutilezas, duvido que não tenham força ... Em primeiro lugar, eles não atingem mais as nádegas do V10, mas o fato de serem atmosféricos é punível com falha em baixa rpm ...

  Qualquer piloto prefere a vibração um pouco fraca por baixo do que um turbo completo em todas as rotações. Um motor turboalimentado é muito incômodo em termos de som (CF Vettel) e nesses níveis de potência é mais difícil de medir (e também menos linear).

  Resumindo, o turbo é bom na vida civil, menos na estrada ...

(Sua postagem ficará visível sob o comentário após a verificação)

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