Quais são os diferentes tipos de turbinas disponíveis e quais são suas aplicações específicas?

Turboalimentadores proporcionam um aumento substancial de potência e eficiência para motores automotivos e industriais. Os turboalimentadores empurram mais ar para a câmara de combustão, o que permite queima de mais combustível e, assim, mais cavalos de força com apenas um pequeno aumento no tamanho do motor. A análise aprofunda-se nos tipos de turboalimentadores e examina qual tipo pode ser usado mais eficazmente em cada uma das indústrias.

Introdução

Um turbo (também conhecido como turbo compressor) é um sistema de indução forçada que utiliza gases de escape para girar uma turbina que impulsiona um compressor, aumentando a quantidade de ar que entra na cabeça do cilindro. Então, a tecnologia amadureceu para suportar diferentes níveis de desempenho com diferentes tipos de tecnologia. Seja de um engenheiro, mecânico ou entusiasta, o conhecimento básico das diferentes classes e seus propósitos é importante.

Tipos de Turbos

Turbo Simples

Turbo Simples Padrão: O tipo mais comum de turbo compressor, utilizado em muitos veículos a diesel, possui um design muito simples, o que facilita sua fabricação, instalação e diagnóstico, além de ser econômico. Frequentemente, é usado em veículos leves e motores pequenos.

Normalmente, o Turbo Simples inclui um Válvula de Derivação (Wastegate) com a possibilidade de prevenir o Superimpulso (que destrói o motor) desviando os gases de escape - regulando a pressão.

Turbo Gêmeos

Turboalimentadores gêmeos paralelos simultâneos → Ambos os turbos operam juntos → Entrega de potência mais linear e menos atraso → Melhor para desempenho

Turboalimentadores Gêmeos Sequenciais — Isso é um turbo em baixas rotações e ambos em rotações mais altas para Velocidade torque de baixo valor e potência de alto valor.

Turboalimentadores Twin-Scroll

Esse tipo de turboalimentador direciona o escape para duas volutas independentes, reduzindo o atraso do turbo e aumentando a resposta do acelerador, sendo frequentemente preferido para aplicações de alto desempenho, como carros e caminhões.

VGT (Turboalimentadores de Geometria Variável)

Esses são turboalimentadores com VGTs que realizam controle de fluxo de ar ajustando as pás guias, proporcionando uma ampla faixa de operação e excelente resposta, especialmente para motores a diesel.

Turboalimentadores Elétricos

Este e-turbo usa um motor elétrico para impulsionar o compressor, eliminando praticamente o atraso do turbo e permitindo aumento instantâneo — uma característica particularmente útil para híbridos e EVs.

Turboalimentadores Compostos

Sobrealimentação Multi-Estágio Muitos sistemas de alta pressão utilizam dois ou até mesmo sistemas multi-estágio, especialmente em aplicações pesadas, como veículos comerciais maiores e aplicações marítimas.

USO ALVO DE TURBOALIMENTADORES

Turbo Simples

Veículos Leves: Ideais para carros do dia a dia; estes oferecem um aumento de potência e eficiência enquanto evitam uma complexidade mecânica excessiva.

Baixo Número de Cilindros: Turboalimentadores únicos são benéficos para motores de baixa cilindrada, onde a relativa falta de complexidade e custo de um sistema duplo é vantajosa, embora um sistema duplo certamente seja mais simples de ajustar.

Turbo Gêmeos

Esporte Automóvel: Paralelo é um aumento maciço de potência, sequencial fornece uma ampla faixa de potência, ganha-ganha para carros de corrida.

Grande Deslocamento: Turbos gêmeos podem lidar com os maiores volumes de movimento de escapamento desses motores grandes, fornecendo o suporte marginalmente necessário para aplicações de grande potência.

Turboalimentadores Twin-Scroll

Carros Esportivos: Eles proporcionam resposta mais rápida e menor atraso, proporcionando uma experiência de direção melhor.

Caminhões e SUVs — Este segmento necessita do torque inicial fornecido pelos turboalimentadores twin-scroll para reboque e capacidade off-road.

VGT Turbo: Turbocompressor de Geometria Variável

Motores a diesel: Eles são ainda mais benéficos nos motores a diesel porque aumentam o torque em baixa velocidade e reduzem o atraso do turbo.

Motores a Gasolina: Eles também podem melhorar o desempenho dos motores a gasolina, proporcionando um aumento de potência mais responsivo.

Turboalimentadores Elétricos

Para veículos elétricos: os e.Turbos fornecem potência máxima variável altamente dinâmica e aumentam a eficiência do sistema – a adição perfeita para motores elétricos.

A Próxima Grande Tecnologia em Carros — Eletrificando Turbos em um Futuro Eletrificado O setor tem um futuro de eletrificação à sua frente, e este componente pode fazer maravilhas para tornar esse futuro de desempenho realidade.

Turboalimentadores Compostos

Não surpreendentemente, uma das aplicações mais comuns de turbocompressores compostos está em veículos comerciais pesados, onde os níveis massivos de aumento de potência e o torque impressionante frequentemente vistos nos motores de 2.500 libras em caminhões e ônibus gigantes é uma necessidade diária, mesmo nos dias de trabalho mais exigentes.

Turboalimentadores Compostos Necessários no Campo: Marinha e Industrial Memel Leia Mais — Essas aplicações exigem o alto desempenho e a alta confiabilidade que os turboalimentadores compostos podem oferecer.

Vantagens e desvantagens

No entanto, cada um tem suas vantagens e desvantagens. Único (a opção mais barata, mas também suscetível a atraso) Melhor desempenho do que turbinas duplas, mas abre a porta para mais problemas potenciais. Mas as VGTs são mais caras e fornecem uma faixa de operação mais ampla. A questão é que, para turbinas normais (não elétricas), elas exigem um pouco mais de trabalho nesse aspecto, pois são inerentemente um pouco tardias (a menos que você esteja falando de uma turbina elétrica, onde o filtro é acionado eletronicamente para ligar a turbina quando um certo ponto é atingido, caso em que seria como um dragão assoprando). Elas entregam uma enorme quantidade de potência, mas em um pacote grande e complexo.

Futuras Tendências no Desenvolvimento de Tecnologia

Graças aos avanços na ciência dos materiais, o futuro para os turbocompressores é promissor, com componentes mais leves e duráveis. Da mesma forma, os turbocompressores elétricos, que podem aliviar a carga do motor de combustão interna (ICE) e fornecer potência rápida e instantânea, têm um campo de desenvolvimento especialmente em torno da integração com veículos elétricos a bateria (BEVs), tornando-os ainda mais capazes. Além disso, com a crescente preocupação com questões ambientais, o foco no aumento da eficiência com menos emissões impulsionará o desenvolvimento da tecnologia de turbocompressor.

Conclusão

Os turbocompressores são uma tecnologia que nunca pode ser enquadrada em uma única categoria. Há uma finalidade para tudo, desde turbinas A/R únicas até sistemas compósitos. Em um mercado automotivo em mudança que continua demandando tanto desempenho quanto eficiência, o papel desempenhado pelos turbocompressores só tende a crescer. A familiaridade com os diferentes tipos e suas aplicações – informação vital aqui para aqueles que desejam maximizar o uso da frenagem e seus benefícios utilizando indução forçada nos motores.