A evolução do turbo

A história da sobrealimentação é bastante antiga e tem as suas origens pouco depois da criação do motor de combustão interna. No final do século XIX era evidente para muitos engenheiros que a potência de um motor de combustão interna poderia ser aumentada com o aumento da quantidade de ar que fosse admitida, desde que acompanhada pelo combustível necessário. A forma mais óbvia de conseguir isso seria através de uma espécie de bomba que pudesse sobrecarregar a mistura. Interessa notar que por esta altura os motores eram muito pouco eficientes em várias áreas.

Já em 1885 e 1896, Gottlieb Daimler e Rudolf Diesel investigavam formas de aumentar a potência e a redução do consumo de combustível dos motores por meio da pré-compressão do ar de combustão. Mais tarde em 1901 Sir Dogald Clark descobriu que se aumentando o volume de ar nos cilindros através de um dispositivo, conseguia aumentar a potência do motor. Em 1902 Louis Renault usou esta ideia e patenteou o compressor centrifugo.

Em Maio de 1908, Lee Chadwick entrou numa competição com o primeiro carro sobrealimentado e ganhou a corrida.

A história do primeiro turbocompressor foi desenvolvido na Suíça entre 1909 e 1912, o seu funcionamento passava por usar como força motora os gases de escape. O seu inventor foi Alfred J. Buchi, um engenheiro-chefe do Grupo Sulzer.

Buchi aplicou o turbocompressor a um motor diesel. Quando tentou aplicar o turbocompressor num carro a gasolina, ficou evidente que o turbo não conseguia aguentar as elevadas temperaturas dos gases de escape, perto de 800ºC. Não havia materiais na altura que tornassem fiáveis a utilização dos turbos nestas condições.

Em 1915 Alfred tentou propor o projecto do primeiro protótipo, que utilizava um motor Diesel com turbo, mas não obteve apoio. No ramo aeronáutico a empresa americana General Eletric já desenvolvia turbocompressores desde 1910.

O seu uso mais intensivo mas ainda com algumas limitações e desconfiança deu-se na Primeira Guerra Mundial, mas foi durante a Segunda Guerra Mundial que se deu grandes desenvolvimentos nestes componentes mecânicos.

No fim da guerra, a Mercedes foi a primeira empresa a tirar partido do know-how aeronáutico utilizando os compressores nos automóveis. Os turboscompressores, que não é mais do que um compressor accionado pela energia do calor dos gases de escape, apenas tiveram um desenvolvimento maior nos Estados Unidos da América por volta dos anos 40.

Artigo New York Times

A Garret, que é provavelmente a marca mais conhecida de turbocompressores no mundo, foi fundada em 1936 por Cliff Garret. Entre o fim da década de 40 e início dos anos 50, este homem e a sua empresa, tiveram a capacidade de criar e desenvolver, pequenas turbinas a gás, com potências que podiam ir de 20 a 90 cavalos. Para isto a tecnologia teve que evoluir bastante para por reduzir os tamanhos dos componentes dos turbos para tornar viável a sua utilização em massa.

Em 1962 e 1963, o Monza Covair da Chevrolet e o Oldsmobile Jetfire (ver anúncio publicitário) foram os primeiros automóveis de estrada com motor turbo a serem lançados no mercado americano. Apesar do aumento de rendimento/potência, a sua pouca fiabilidade fez com que desaparecessem rapidamente do mercado. Nesta altura os fabricantes preferiam colocar motores de maior capacidade e fiabilidade.

Após a primeira crise do petróleo em 1973, as mecânicas turbo tornaram-se mais aceitáveis em aplicações comerciais a diesel. Até então, os altos custos de investimento da turbo-alimentação eram compensados apenas pela economia no custo do combustível, que era mínima. A regulamentação cada vez mais rigorosa na emissão de gases no final dos anos 80 foram a principal razão para o aumento no número de motores turbo para camiões e autocarros e hoje, praticamente todos são movidos com mecânicas usando turbo.

Nos anos 70, com a entrada do turbocompressor no automobilismo, sobretudo na Fórmula 1, o motor turbo para carros de estrada tornou-se bastante procurado. A Renault foi das primeiras marcas a explorar com sucesso esta tecnologia na Fórmula 1, extraiam 500cv de um motor de 1500cc. Outras marcas exploraram a capacidade dos turbos, assim como preparadores privados que ganhavam know-how nesta tecnologia.

A palavra “turbo” virou moda. Naquela época, quase todos os fabricantes de automóveis oferecia no mínimo um modelo superior equipado com um motor a gasolina turbo-alimentado. Contudo, o fenómeno desapareceu após alguns anos porque, embora esse tipo de motor fosse mais potente, não era económico. Além disso, o atraso na resposta dos turbocompressores (turbo-lag), na época ainda era relativamente grande e a maioria dos clientes não a aceitavam. O BMW 2002 Turbo lançado em 1973 no Frankfurt Motor Show foi o primeiro carro de produção com motor turbo da nova geração a ser vendido na Europa.

Outras marcas como a Porsche, a Audi, Ford, Lancia e mesmo a Saab usaram os turbos com sucesso na vertente desportiva e comercial.

Os registos indicam que por volta de 1977 havia apenas 3 carros de produção com motor turbo. No entanto, em apenas 4 anos (finais de 1980), esse número passou para 18.

A verdadeira inovação para automóveis de estrada equipados com motor turbo, ocorreu em 1978, com a introdução do primeiro automóvel com motor diesel turbo, no modelo 300 SD da Mercedes-Benz, seguido pelo Golf Turbo diesel da VW em 1981. Por meio do turbocompressor, a eficiência do automóvel com motor a diesel poderia ser aumentada, com a condução a ser quase idêntica ao do motor a gasolina e com as emissões de gases significativamente reduzidas.

Por volta de 1986 praticamente todos os fabricantes disponibilizavam pelo menos um motor turbo. Até esta altura, a lista dos carros de estrada mais rápidos com turbo era assim alinhada:

[threecol_one]Modelo
Ferrari 308 GTO V8
Porsche 911 Turbo
Audi Quattro Sport
Peugeot 205 Turbo 16
Porsche 944T
Renault 5 Turbo
Lotus Esprit Turbo
Nissan 300ZX Turbo

[/threecol_one][threecol_one]0 a 100Km/h
4,9s
5,1s
5,1s
5,9s
6,0s
6,0s
6,2s
6,6s

[/threecol_one] [threecol_one_last]Velocidade máxima
306km/h
261km/h
241km/h
206km/h
245km/h
199km/h
238km/h
219km/h

[/threecol_one_last]

Marcas como Subaru, MG Metro, Toyota, Daihatsu, Lancia, Fiat, Bentley, etc, possuiam motores turbo a gasolina. Nos motores diesel destacavam-se Audi, Alfa Romeo, BMW, Fiat, Mercedes, Opel, Peugeot, Renault, Toyota ou Volkswagen.

Por volta de 1989 surgia o primeiro carro com um turbo de geometria variável, o Shelby CSX-VNT. Desde então os turbos têm evoluído bastante, surgindo em várias configurações em vários automóveis: (bi-turbo, twin-turbo, tri-turbo, etc).

Nos dias de hoje a Garrett faz parte da AlliedSignal Automotive, um grupo americano que engloba também a Bendix, a Fram e Autolite. Desde então o desenvolvimento de turbocompressores nunca mais parou e tendo em conta o que assiste na indústria automóvel dos dias hoje é algo com um muito futuro.

Actualmente existem muito mais fabricantes de turbocompressores, porque a procura é elevada e global. Outros fabricantes surgiram como a Schwitzer, IHI, Holset, KKK, Cummins, Rotormaster entre outros. A utilização deste componente é usado em variadíssimos tipos de automóveis de estrada, como em automóveis de competição, camiões, autocarros, máquinas agrícolas, barcos, de máquinas de construção e extracção, veículos militares, aviões e até mesmo em equipamentos de geração de energia. Ou seja a sua utilidade é enorme assim como a sua versatilidade.