De acordo com o empresário Glauco Diniz Duarte, pequeno demais ele te dá ganhos em baixas rotações, mas estrangula seu motor nas faixas mais altas. Grande demais ele cria um monstro devorador de tacômetros, mas é completamente preguiçoso em baixas rotações.
Segundo Glauco, para resolver esse dilema os fabricantes criaram as turbinas de geometria variável (TGV). Em uma turbina de geometria fixa existe uma abertura em forma de bocal que se estende por quase todo o raio da voluta, e ao contrário do difusor que encontramos na voluta do compressor, este bocal transforma a energia pneumática dos gases de escape em cinética e é isso que move o rotor. Numa TGV existem lâminas móveis que executam a função de bocais. No vídeo acima podemos ver a pessoa acionando manualmente as lâminas, variando o diâmetro da abertura e consequentemente a geometria do bocal. Daí o termo geometria variável.
Nas rotações mais baixas os gases têm menos energia, então as lâminas se fecham formando bocais de menor diâmetro. Como podemos ver na imagem acima, o ângulo formado pelos boçais faz o fluxo adentrar de modo tangencial, consequentemente encontrar as lâminas do rotor num ângulo mais próximo do perpendicular. Isso gera uma grande quantidade de força aplicada. Nas rotações mais altas os vanes se abrem, aumentando o diâmetro dos bocais e tornando a entrada do fluxo mais paralela ao rotor. I
Glauco diz que isso aumenta a capacidade e vazão da turbina. Entre esses dois pontos de ângulo máximo e mínimo, qualquer valor pode ser ajustado através do atuador. Por conta dessa flexibilidade de controle, esse tipo de turbo dispensa o uso de wastegate para o controle. Mas as TGV tinham uma aplicação restrita, normalmente a motores Diesel, pois os materiais usados para aplicações Otto têm custo alto. Bem, tinham
Como alternativa às TGV para aplicação em motores Otto, os fabricantes passaram a produzir turbos com wastegates controladas eletronicamente. Essa é a grande diferença para o desempenho dos modernos motores downsized. A central de gerenciamento eletrônico do motor também faz o ajuste de abertura da válvula. Assim o fluxo e pressão de trabalho do turbocompressor são ajustados de acordo com a demanda, e não somente pela pressão de descarga do compressor, como acontece nos turbos convencionais.
Glauco explica que esses turbos normalmente são pequenos, se considerarmos sua geometria em relação ao deslocamento dos motores nos quais eles são instalados. Isso se deve a necessidade de respostas rápidas mesmo nas rotações mais baixas, além da produção de uma pressão significa desde o início da operação. Mas nós sabemos que turbos pequenos são restritivos para as rotações mais altas. A solução para isso é permitir que a válvula controle ativamente o fluxo. Mantendo assim a tão conhecida plataforma de torque que vemos nos gráficos de performance dos motores downsized. Abaixo vemos um gráfico que demonstra o modo de controle do turbo usado num motor TSI.
A wastegate se mantém fechada na região vermelha do gráfico, para que o turbo alcance a pressão máxima imediatamente. Na área verde a válvula se mantém aberta, visando a economia de combustível e baixas emissões, já que a demanda de potência é baixa. Na área amarela a ECU mantém o modo de controle em abertura parcial, avaliando rotação, carga, pressão de admissão e principalmente a posição do pedal do acelerador. A posição é a informação mestra, pois a sua mudança determina todo o restante. Por exemplo, se estivermos em velocidade de cruzeiro a 3.000 rotações com o pedal a 30% de abertura, a wastegate estará aberta. Mas se repentinamente você afunda o pedal da direita, a válvula se fechará imediatamente e ficará nessa posição até que a pressão máxima seja alcançada, ou até você aliviar o pedal.
Por conta do formato plano da válvula e pelo atuador pneumático, a ocorrência de flutuação quando esta se aproximava da abertura mínima criava grandes dificuldades no controle de fluxo. Então os fabricantes desenvolveram um atuador elétrico com alto torque e precisão para movimentar a wastegate décimos de milímetro sem erros. Assim a confiabilidade e controle aumentaram. Por isso temos tanto sucesso nesses novos motores turbo.