Turbo elétrico: será esse o futuro?

Não importa com quem você converse, quase todos concordam que uma que vez que uma turbina atinge a rotação de trabalho, é uma das melhores maneiras de gerar mais potência. Entretanto, atingir a rotação de trabalho é um dos principais problemas que as pessoas têm com as turbinas. O “lag” é algo que a maioria acredita que seja o maior problema dos turbocompressores.

Existem basicamente dois tipos de indução forçada disponível para uso automotivo – compressor mecânico e turbocompressor. Ambos induzem mais ar para a câmara de combustão, a diferença está na maneira que cada um realiza esse processo.

Um turbocompressor consiste basicamente em dois rotores conectados por um eixo. Conforme os gases de escape atingem o rotor da turbina, ele começa a girar, e por estar conectado ao rotor do lado do compressor, este também gira. Se por um lado o turbocompressor ajuda na geração de mais potência, por outro, ele também consome uma parcela de potência.

O rotor da turbina age como uma obstrução ao fluxo de gases de escape, e sabemos que para gerar potência o motor precisa respirar, a turbina age então como uma “mão tampando sua boca”. Apesar de não bloquear completamente o fluxo dos gases de escape, ela o restringe.

Recentemente foi apresentado a imprensa automotiva uma solução que promete revolucionar a sobrealimentação. Entretanto, chamar de turbocompressor elétrico é tecnicamente incorreto, o nome correto tecnicamente é um combinado de turbina e compressor elétrico. Esses sistemas prometem melhorar o consumo de combustível, melhorar resposta de aceleração e aumentar a potência final,porque não impedem o fluxo dos gases de escape.

Como funciona?

Um motor elétrico é acoplado ao eixo da turbina. Quando se deseja aceleração em baixas rotações, o motor elétrico gira instantaneamente a turbina até a rotação de trabalho, e então o motor é desacoplado.

Até recentemente, o fornecimento de tensão e corrente suficientes para girar a turbina até a rotação de trabalho imediatamente era um obstáculo. Engenheiros conseguiram vencer esse obstáculo utilizando um grande capacitor. A energia é alimentada através de um condicionador DC-DC, e daí para o motor.

Durante anos, fabricantes de carros tentaram resolver a questão do lag empregando o uso de turbocompressores menores, que atingem a rotação de trabalho mais rapidamente que turbocompressores grandes, entretanto, a potência produzida é menor. O desenvolvimento de turbocompressores elétricos propiciarão aos fabricantes e preparadores montarem turbocompressores maiores e consequentemente obterem mais potência.

Um fabricante anunciou que seu motor 3.0 TDi padrão produz cerca de 240hp e 59.2kgfm de torque, enquanto o motor 3.0 TDi que utiliza o turbocompressor elétrico produz 326hp e 59.2kgfm. Isso significa que os motores poderão ter sua cilindrada diminuída enquanto sua potência gerada é aumentada, isso auxiliará o consumo de combustível.

A tecnologia de turbo elétrico vem sendo usada desde 2000, entretanto era fora do alcance da maioria, exceto laboratórios e equipes de corrida de ponta. Isso era atribuído ao alto custo para o fornecimento de tensão suficiente.

Entra a tecnologia das baterias de carros híbridos. Com essas baterias de 40V a 50V, a corrente necessária diminui consideravelmente, tornando o sistema mais estável e menos perigoso. Outra parte boa é que a tecnologia híbrida também permite incluir um circuito no motor elétrico que o transforma em um gerador durante a desaceleração, permitindo recuperar parte da energia gasta pelo motor para girar o eixo da turbina.

Texto traduzido.
Matéria original disponível em: https://www.enginelabs.com/news/is-an-electric-turbo-coming-soon/

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