Sobrealimentação

Turbo vs compressor. A eterna batalha pela potência

Os avanços na tecnologia turbo têm enviado os compressores para o esquecimento. Porque é que os turbos caíram na preferência dos construtores?

Se existe forma de aumentar o rendimento de um motor é através da sua sobrealimentação e temo-lo feito essencialmente de duas formas: através de um compressor ou de um turbocompressor (turbo para os amigos).

Ambos os sistemas funcionam de forma distinta, e têm as suas vantagens e desvantagens, mas o objetivo é o mesmo: aumentar a pressão do ar que chega à câmara de combustão, comprimindo-o, permitindo obter mais rendimento, ou seja, mais cavalos e binário.

No entanto, nesta batalha pela potência, os turbo têm sido claramente os preferidos, votando os compressores quase ao esquecimento. Mas porquê? Investiguemos…

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Como funcionam

Comecemos pelos compressores, também identificados por superchargers ou blowers e quem não se lembra dos Kompressor da Mercedes-Benz? —  que nos últimos até tiveram os seus (poucos) momentos, graças a máquinas explosivas como o Hellcat ou o pequeno, mas vibrante Yaris GRMN.

Estes funcionam, essencialmente, como uma bomba de ar, e são acionados, no geral, por uma correia, ligada diretamente ao motor, que permite criar pressão ao ralenti e aumentam o binário e a potência a baixas rotações.

No entanto, nem tudo são rosas, conforme vamos escalando em direção aos regimes mais elevados do motor — o compressor acaba por roubar mais potência ao motor do que aquela que adiciona.

Já o turbocompressor funciona aproveitando os gases de escape provenientes da combustão, usando-os para fazer girar uma turbina que cria pressão. São capazes de girar a velocidades muito superiores aos compressores — mais de 100 mil rpm, contra 10 a 15 mil —, mas para que tal aconteça, necessitam que o motor rode também a rotações mais elevadas para funcionarem em pleno.

A baixa rotação simplesmente não recebe gases suficientes ou estes não se deslocam a velocidade suficiente para que a turbina gire à velocidade necessária para criar pressão. É a razão principal para fenómenos como turbo lag, ou seja, o atraso na resposta entre o abrir do acelerador e o momento em que o turbo começa a fornecer boost ou pressão.

Teste turbo

O problema comum

Mas se ambos os sistemas têm problemas próprios, há um que é comum aos dois. O facto de o ar comprimido ser quente, afetando a eficiência de todo o sistema. Um problema que acabaria ser solucionado pelos nossos amigos engenheiros, que desenvolveram algo que conhecemos como intercooler, ou seja, um permutador de calor ar-ar, famoso em modelos como o Subaru Impreza STI e em vários modelos que tinham essa palavra inscrita em letras gigantes na carroçaria.

Estes permitem arrefecer o ar entre 40% a 60%, beneficiando a obtenção de potência e binário, mas como já deves estar a adivinhar, esta solução também tem os seus problemas. O primeiro é espaço, ou melhor, a falta dele para os instalar; o segundo é que acrescentam complexidade à canalização do ar no motor.

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Como evoluíram

Ambas as tecnologias evoluíram, no caso dos compressores a serem mais “amigos” das altas rotações, com soluções como embraiagens que os desacoplam a altas rotações — no entanto, o aumento de complexidade, afetando a fiabilidade, tornam esta solução rara —; e no caso dos turbos, vimos pás de turbinas mais leves, turbos de geometria variável e de menor dimensão, ou motores com dois turbos de funcionamento sequencial (um turbo mais pequeno para baixas rotações e um maior para altas rotações).

compressor volumetrico
Componentes de um compressor volumétrico com intercooler

O objetivo? Conseguir uma resposta superior a baixas rotações. Houve casos, mais raros, em que juntavam as duas tecnologias no mesmo motor, compressor e turbocompressor, como vimos em máquinas como o Lancia Delta S4, o mais modesto 1.4 TSI da Volkswagen ou algumas das versões do 2.0 da Volvo.

Os turbos passam para a frente

Atualmente, os turbos são claramente os preferidos pelos construtores devido, essencialmente, à sua superior eficiência, conseguindo um melhor binómio performance/economia.

Usando um desperdício para funcionarem, como são os gases de escape, bate qualquer compressor. Estes últimos acabam por ter um efeito parasítico, onde  para gerar mais rendimento, também têm de o roubar ao motor — em grandes V8 onde costuma ser mais comum encontrá-los, podem facilmente precisar de mais de 150 cv para funcionarem.

Além disso, é mais fácil extrair potências maiores de um turbocompressor do que de um compressor, partindo de um mesmo motor.

Hoje em dia, com os motores a adotarem turbos pequenos ou de baixa pressão, o turbo lag é quase imperceptível, e nos motores de alta performance, novas configurações como os Hot V, também permitem ganhos importantes na resposta dos turbos.  Não há lag de qualquer espécie nos compressores, cujo seu efeito final acaba por ser semelhante ao de ter um motor atmosférico com mais centímetros cúbicos, mantendo a linearidade de um bom atmosférico.

Audi SQ7 TDI motor
O 4.0 V8 TDI Biturbo que a Audi usou no SQ7 foi o primeiro a recorrer a um compressor de acionamento elétrico. Um futuro para os compressores?

O futuro

Verdade seja dita, apesar de a tecnologia empregue nos turbo estar mais avançada, os compressores ainda não “passaram à história”. Os motores elétricos vieram em seu auxílio, podendo significar o seu regresso à ribalta.

Como? Deixa de ser necessário ter o compressor fisicamente ligado ao motor para o colocar em funcionamento, recorrendo a um motor elétrico. Esta solução poderá ser usada em sistemas híbridos, juntando o turbocompressor ao compressor de acionamento elétrico, solução vista, por exemplo, no Audi SQ7.

Por isso, se queres mesmo saber quem vai ganhar esta “guerra”, a resposta é: somos nós, utilizadores, que vamos usufruindo de cada vez mais soluções que nos permitem não só ter maior performance, como maior eficiência.

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Quantos turbos tem o W16 do Bugatti Chiron?
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Mas podes descobrir a resposta aqui:

Bugatti Chiron: o som do motor 8.0 W16 quad-turbo

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