Potência e eficiência aperfeiçoadas: a tecnologia do turbocompressor variável (VGT)

E como funciona esse sistema? Quais são as vantagens desta tecnologia aplicada aos turbocompressores?

Nobre leitores, vamos falar de turbocompressor com tecnologia TGV geometria variável, seu funcionamento e os benefícios deste sistema para melhor aproveitamento dos gases de escapamento.

O sistema TGV, turbocompressor com geometria variável, é aplicado principalmente em motores diesel leve, equipando camionetes SUV, vans e alguns caminhões nas categorias pesado e extrapesado. 

A diferença entre um turbocompressor que utiliza sistema de geometria variável em relação ao de geometria fixa são: ausência de wastegate e utilização de um disco geométrico deslizante com porta-vanos, (aletas de direcionamento dos gases de escape).

Esse disco geométrico (Fig.1) está localizado na parte interna da carcaça da turbina ou no flange de fixação da carcaça de turbina, junto ao conjunto central rotativo em torno do rotor de turbina. (Fig.2) 

O sistema TGV facilita cada vez mais a recuperação da energia térmica pelo rotor de turbina independente da rotação do motor, contribuindo para o controle das emissões evaporativas, favorecendo a ação de trabalho da válvula EGR, sem afetar o rendimento do turbocompressor devido ao controle de abertura e fechamento dos vanos do disco geométrico. (Fig.3)

Os vanos são as aletas localizadas ao redor do rotor de turbina sob o disco geométrico (Fig4) fabricados em ligas especiais para garantir e resistir a altos regimes térmicos evitando corrosão ou erosão da superfície e das extremidades de espessura mais fina, permitindo movimento constante. 

O sistema da geometria TGV pode ser acionado de duas maneiras: por sistema pneumático ou eletro servomotor. 

Sistema pneumático aplicado ao centro do turbocompressor (Fig.5)

Observa-se o atuador pneumático ao centro do turbocompressor, a grande maioria está localizado nesta, porém alguns sistemas utilizam atuador na lateral gerando uma falsa impressão de atuador de wastegate.

Na (Fig.6) turbocompressor TGV com eletro servomotor, neste sistema a abertura e fechamento dos vanos são controlados pelo módulo de gerenciamento da eletrônica do motor, que permite maior velocidade e precisão no movimento. 

Observa-se que o atuador está instalado mais afastado da carcaça de turbina para evitar interferências térmicas que venham a causar um possível problema de funcionamento. 

O ajuste da vazão dos gases que circulam pelo TGV é realizado pelo fabricante do turbocompressor através de uma máquina computadorizada de controle de fluxo, cruzando os valores de rotação dos rotores, vazão e pressão.

O funcionamento do TGV é da seguinte maneira: quando em abertura mínima dos vanos permite a entrega térmica na extremidade do rotor de turbina, entregando maior pressão velocidade e temperatura, aumentando o torque sob o rotor, provocando aumento da velocidade, promovendo mais pressão no lado do compressor, com menor rotação do motor, garantindo torque em baixa. (Fig.7)

Assim que o motor do veículo recuperou o torque se faz necessária a abertura do TGV para garantir a vazão dos gases evitando que ocorra pressão no sentido contrário a saída dos gases. (Fig.8)

A abertura e fechamento dos vanos é constante e simultâneo ao comportamento do motor conforme as solicitações do condutor, o sistema TGV evita o turbo lag.

O TGV nos veículos diesel leve é do tipo basculante e nos pesados e extrapesados é do tipo deslizante. (Fig.9)

A carbonização (Fig.10) danifica o sistema TGV.

Em 1989 a fabricante japonesa Honda utilizou o sistema TGV em um veículo com combustível a gasolina, o Honda Legend.  

O Porsche 911 Carrera 997 em 2006 também utilizou tecnologia TGV em motores com combustível a gasolina.

Até nosso próximo encontro turbinado! @marciocattani