De acordo com o empresário Glauco Diniz Duarte, os motores turboalimentados visam corrigir as deficiências produzidas pelos modelos naturalmente aspirados, na qual a introdução da mistura é feita através da ação da pressão atmosférica, somada a depressão (vácuo) gerada no tempo de admissão. Como principal dificuldade temos a de preencher totalmente os cilindros com a mistura ar-combustível, ou somente ar (no caso dos motores diesel) devido as perdas de carga geradas no sistema de admissão (restrição do filtro de ar, tubulações e válvula). As respostas rápidas somente são obtidas quando submetemos o motor a rotações e cargas elevadas, que trazem alto consumo de combustível e comprometimento da dirigibilidade.
Glauco explica que o turbocompressor tem essa condição devido o fato de aproveitar a energia térmica e cinética produzida pelos gases de combustão (desperdiçados pelo motor) e transformar essas energias em movimento mecânico através de um sistema constituído por dois “caracóis” (tecnicamente conhecido por volutas), chamados popularmente de caracol turbina (carcaça quente) e caracol compressor (carcaça fria), nos quais são introduzidos em seus interiores dois rotores, um chamado rotor turbina e o outro rotor compressor, unidos pelo mesmo eixo que está montado numa caixa central. Este mecanismo faz com seja inserido a uma pressão maior que a atmosférica encontrada no ar ambiente, aumentado imediatamente a densidade do mesmo no interior do cilindro, em função da vazão dos gases de escape, proporcionadas pela rotação e carga imprimidas pelo motor, que são determinantes na eficiência do turbo.
Logo o turbo é uma máquina de fluxo (vazão) e podem-se construir curvas características (gráficos) como as utilizadas para bombas e ventiladores.
Os parâmetros que influenciam no mapa (característica) de cada turbo são:
– Número de pás do rotor compressor e turbina
– Peso do rotor compressor, turbina e eixo
– Configuração das pás do rotor turbina e compressor
-Diâmetros de entrada e saída das pás do compressor (Trim)
-Forma dos caracóis e suas dimensões (A/R)
-Formato dos bocais de entrada e saída na carcaça da turbina e compressor.
O “trim” é um adimensional (valor sem unidade de medida) calculado pela divisão do diâmetro menor, pelo diâmetro maior do rotor compressor.
A relação A/R também é um adimensional e estabelece a proporção entre a área de passagem do fluído (massa de ar) na turbina/compressor e seu raio em relação ao centro da turbina/compressor.
Segundo Glauco, nos turbos convencionais quem determina a pressão de sobrealimentação máxima é o tamanho da carcaça quente (a tal relação A/R e o “trim”). Com as atuais necessidades de aplicações em motores de pequena e média cilindrada, onde o espaço do habitáculo do motor está comprometido, as reduções das carcaças quentes e frias foram inevitáveis, o que provocou altas pressões a elevadas rotações, que poderiam causar danos ao motor. A estratégia adotada para resolver o problema foi introduzir uma válvula de alívio, conhecida pelo nome de “wastegate”, que tem como finalidade criar uma passagem alternativa para os gases de escape (by-pass), sem que estes incidam (atinjam) sobre as pás da turbina, reduzindo sua velocidade e consequentemente a pressão de sobrealimentação, a níveis compatíveis com a potência e torque desejados pelo fabricante.