O que aconteceu aos turbos de geometria variável?

Não quero dizer que tenham desaparecido por completo, mas há 10 anos atrás pareciam ser uma das mais quentes tecnologias de motores novos no mercado.

Acontece que, actualmente, encontrá-los em carros desportivos movidos a gasolina é uma raridade. O que aconteceu?

Primeiro de tudo, alguns explicam…

Uma das razões que faz um turboalimentador de geometria variável parecer tão atractivo para um condutor é a promessa teórica de um impulso constante quando necessário; um turbo a fornecer a quantidade mais apropriada de ar comprimido ao motor o tempo todo. Sem atraso, sem acúmulo – apenas puro, sem falhas, ‘stu-stu-stu-stu’. Independentemente da velocidade do motor.

Sim! Sim! Sim! *winks* (crédito do vídeo: MotorTrend.com)

Por meio de palhetas adaptativas na turbina de escape, um turbo de geometria variável pode mudar seu ângulo de ataque em tempo real.

Essencialmente, um turbo de geometria variável pode ser um turbo pequeno, responsivo em baixas rotações, antes de se transformar em um turbo grande e carnudo quando o motor fica ocupado.

Sons incríveis, certo? É como ter um turbo pequeno e um turbo grande em uma configuração sequencial de turbo duplo. Mas em vez disso, é este tipo de turbo CVT-turbo ‘all-in-one’ estranho… thing.

Quanto mais baixas as rotações, menor se torna o turbo. É o melhor dos dois mundos.

Você não precisa se preocupar em manter dois turboalimentadores separados, se você justificar esse salto, e quando a força policial local colocar a cabeça debaixo do capô para verificar se tudo é legítimo, ele não ficará perplexo com o fato de que você ousou adicionar mais de um ‘dispositivo hoon’.

Existem outros benefícios também.

Porque o fornecimento de energia é muito mais aerodinâmico quando o turbo entra em impulso, o motor comporta-se um pouco mais como uma unidade naturalmente aspirada, em vez daquele ‘nada, nada, nada, ohmygod’ com que os velhos proprietários do Porsche 930 estariam familiarizados.

*Põe os pés para baixo em qualquer turboalimentador dos anos 80**

Tem também uma distribuição mais longa e mais plana de torque nas faixas médias; a habilidade para o motor operar com uma relação ar-combustível mais enxuta e mais eficiente sob carga parcial; maior eficiência térmica devido a um A/R adaptável; e o motor não vai estar à espera de ser revigorado para poder gerar impulso suficiente, como uma situação de turbo grande e também não vai ser estrangulado em situações de alto fluxo e altas rpm por um turbo pequeno.

Se é tão bom então, porque é que não os temos?

Bem, nós tivemos. Uma vez.

Em 2007 a Porsche revelou o 911 Turbo (997) – outro numa longa linha de “s**** que é rápido” 911 Turbos – mas desta vez, a Porsche fez algo diferente.

Além do Honda Legend ’88 e Shelby CSX 1989, o Porsche 911 Turbo 2007 foi o primeiro carro a gasolina com tecnologia VGT.

Agora aumentar a potência e tornar o lendário ‘Turbo’ ainda mais temível, como eles faziam com todos os 911s turboalimentados antes, a Porsche pressionou para fazer do novo 997 Turbo um carro mais limpo e habitável.

Para ajudar a conseguir isso, a Porsche instalou um suporte de turbos de geometria variável da BorgWarner para agilizar o fornecimento de energia e a eficiência mecânica. E garoto, ele recebeu sua parcela de aclamação crítica.

Tudo o que tem a ver com o fornecimento de energia do novo carro, resposta do acelerador e (falta de) turbocompressor foi praticamente elogiado universalmente. Não surpreende, tendo vindo da empresa que tem uma longa história de criação, refinamento e aperfeiçoamento da aplicação de turboalimentação em carros esportivos.

Então, se é uma daquelas inovações que funcionam bem na teoria – e na prática – então por que não vimos o efeito trickle-down aplicar turboalimentadores de geometria variável em carros esportivos mais acessíveis?

Gerente do IAM Asia – BorgWarner, Garry Shields, disse isso: “Os turboalimentadores VTG (Variable Turbine Geometry) são muito caros de fabricar, devido aos componentes adicionais e materiais altamente especializados usados para lidar com altas temperaturas de EGTs (gases de escape) em motores a gasolina. Os fabricantes geralmente querem atingir suas metas de desempenho, eficiência, dirigibilidade e emissões com o produto de menor custo disponível”

Adicionalmente, enquanto os VGTs são quase exclusivamente encontrados em aplicações diesel para serviço pesado, o Sr. Shields disse que é mais provável devido ao fato de que os VGTs feitos para motores diesel não requerem os mesmos materiais altamente especializados devido ao EGT mais baixo.

“Todos os nossos clientes OEM têm a opção de optar pela tecnologia VTG (Variable Turbine Geometry), no entanto, optarão sempre pela opção de menor custo, tendo em mente os seus requisitos gerais de desempenho, eficiência, dirigibilidade e emissões. Acredito que atualmente apenas a Porsche está usando nossa tecnologia VTG a gasolina para indução forçada em um único estágio”

Na verdade, há apenas um punhado de carros esportivos movidos a gasolina que usam turboalimentadores de geometria variável. Os modelos 718 da Porsche (Boxster S/Cayman S) e o 911 Turbo atual são dois. E o novo Swift Sport da Suzuki, de 25.490 dólares, é outro. Estranho.

Yet, por alguma razão, todos os motores 911 Carrera padrão usam turbos mono-rolo.

Mono-rolo, twin-scroll, turbo VTG… Qual é o negócio, e qual é o melhor?

Se as coisas fossem tão fáceis….

Keeping it briefing: mono-rolo turbos são os mais básicos. Eles são o design simples e variado de jardim que, embora atrasado, pode ter seu atraso ‘fixo’, adicionando outra unidade ao seu lado.

Por incrível que seja adicionar mais turbos, é uma solução impraticável.

Você não fica ‘não quebrado’ jogando fora ainda mais dinheiro. Você tem que se adaptar. Que é onde os turbos de rolo duplo entram.

Tal como um turbo de geometria variável, os turbos de rolo duplo oferecem muitos benefícios técnicos sobre os seus irmãos mais simples de rolo único.

Agregam torque de baixa rotação, melhoram a resposta de impulso, aumentam a potência em toda a faixa de potência, maximizam a eficiência da turbina, reduzem as perdas no bombeamento do motor, melhoram a economia de combustível e diminuem a diluição da carga de admissão durante a sobreposição das válvulas e diminuem as temperaturas dos gases de escape.

P>Pode até substituir uma configuração de turbo duplo, de rotação simples, por uma unidade de rotação dupla. O que é praticamente o que a BMW fez pelo seu coupé esportivo M2 quando substituiu o antigo coupé M Coupe série 1 de turbo duplo.

Comparado com turbos VTG, as unidades de turbo duplo parecem ser uma alternativa forte – o que elas são.

Ao olhar para o mercado de carros desportivos, parece que os Porsche são os únicos que ficaram com turbos VTG.

Volkswagen’s Golf GTI tem uma configuração de twin-scroll, tal como o i30 N da Hyundai, o A45 AMG da Mercedes-Benz, o bom e velho Rexy STI e o Evo X, e muito mais. Eles estão em toda parte.

E enquanto as vantagens de um twin-scroll são comparáveis a um VTG, eles têm algumas características diferenciadoras.

Para manter simples, os turbos twin-scroll não têm palhetas. Assim como os turbos mono-rolâmina, eles são simples. Exceto que os turbos de duas volutas requerem uma carcaça de turbina de entrada dividida e um coletor de escape projetado adequadamente que emparelha metade dos cilindros em uma voluta, e a outra metade em outra.

Em uma aplicação de quatro cilindros, os cilindros um e três soprarão os gases de escape em uma rolagem, e os cilindros dois e quatro soprarão na segunda rolagem.

É difícil dizer qual o projeto ‘melhor’, particularmente quando tal argumento gera uma resposta similar ao sempre irritante “tudo depende da circunstância”.

Mas enquanto os turboalimentadores de roletes duplos têm vantagens similares aos turbos VTG, seus benefícios coletivos não são tão fortes em geral. No entanto, eles devem ser mais confiáveis; tendo menos componentes móveis e não precisam se apoiar em atuadores secundários e terciários para funcionar corretamente.

E enquanto os turboalimentadores VTG são impressionantes – provavelmente o auge do projeto de turboalimentação – eles são bastante caros. Muito assim.

Adicionalmente, eles também podem ser bastante difíceis de instalar e calibrar em um motor que não foi projetado para eles em primeiro lugar. Algo tem que dizer a essas palhetas quando mover, e por quanto.

Mas, novamente, se os turboalimentadores de geometria variável são tão bons, então por que quase todo o mercado adaptaria a tecnologia de turboalimentação de duplo cilindro?