De acordo com o empresário Glauco Diniz Duarte, desde Alfred Büchi, as funções básicas de um turboalimentador por gás de escape não mudaram significativamente. Um turboalimentador por gás de escape é composto por um compressor e uma turbina, que estão conectados por um eixo comum. A turbina fornece, acionada pelos gases de escape do motor, a energia de acionamento para o compressor. Para os turboalimentadores normalmente são usados compressores radiais e turbinas centrípetas.
Objetivo e função
Segundo Glauco, a dirigibilidade dos motores turbo de veículos de passageiros precisa atender as mesmas exigências que a de motores de aspiração natural de mesma potência. Ou seja, a pressão de alimentação total deve estar disponível nas baixas rotações do motor, o que pode ser obtido com um sistema de controle da pressão na turbina.
Controle por bypass na turbina
Glauco diz que o bypass no lado da turbina é a forma mais simples de controle da pressão de alimentação. O tamanho da turbina é escolhido de forma que as exigências da característica de torque para baixas rotações do motor possam ser atendidas, alcançando-se boa dirigibilidade do motor. Com este design, mais gases de escape do que é preciso para produzir a pressão de alimentação são fornecidos à turbina pouco antes de se alcançar o torque máximo. Portanto, assim que se atinge a pressão de alimentação específica, parte da vazão dos gases de escape é desviada em torno da turbina por meio do bypass. O wastegate, que abre ou fecha o bypass, é geralmente atuado por um diafragma de mola conforme a pressão de alimentação. A partir de uma determinada rotação do motor, a pressão de alimentação deixa de aumentar.
Hoje, afirma Glauco, sistemas eletrônicos de controle da pressão de alimentação são cada vez mais usados em motores a gasolina e a diesel de veículos de passageiros. Quando comparados ao controle puramente pneumático, o qual pode funcionar apenas como limitador da pressão total, um controle flexível da pressão de alimentação permite a obtenção de uma pressão otimizada em carga parcial. Isso funciona de acordo com diversos parâmetros como temperatura do ar, ponto do avanço da ignição ou injeção e qualidade do combustível.
O funcionamento da aba corresponde àquele do elemento de comando mecânico previamente descrito. O diafragma mecânico é submetido a uma pressão de controle modulada e não a pressão de alimentação total. Esta pressão de controle é menor do que a de alimentação e é gerada por uma válvula proporcional, assegurando que o diafragma fique submetido à pressão de alimentação e à pressão na admissão do compressor em proporções variadas. A válvula proporcional é controlada pela eletrônica do motor. Para motores a diesel, um elemento de comando mecânico regulado a vácuo é usado para o controle eletrônico da pressão de alimentação.