Turbo: proporcionando notáveis melhorias em desempenho e emissões

Um dispositivo que vive atualmente uma grande popularidade, e considerado por muitos adeptos como o responsável por alçar os motores Diesel à condição de destaque no mercado automotivo mundial, é o turbocompressor, ou simplesmente "turbo". Inicialmente concebido na Suíça em 1905, apesar da tradição industrial automobilística do país ser pouco lembrada e a metalurgia de precisão não ter proporcionado os recursos necessários para a passagem da teoria à prática, teve o desenvolvimento impulsionado nos Estados Unidos a partir de 1918 com pesquisas da General Electric visando aplicações aeronáuticas, e hoje é visto nos principais mercados mundiais como uma alternativa viável para a redução dos índices de poluição e do consumo de combustíveis sem sacrificar o desempenho dos veículos.

A partir da I Guerra Mundial, a adaptação de turbocompressores a aviões mostrou-se valiosa por reduzir a perda de potência em função do ar rarefeito em altitudes extremas, mas até meados de 1920 não foi tão popular quanto os superchargers acionados pelo próprio motor por intermédio de correias, trens de engrenagens ou mesmo conectados diretamente ao virabrequim - conhecidos até hoje como "blowers". De 1923 em diante, motores Diesel náuticos começavam a se beneficiar do equipamento. Em 1938 a fabricante suíça de veículos utilitários pesados Saurer (absorvida em 1982 pela Daimler-Benz) introduziu-o em caminhões, e a partir de 1945 o volume reduzido dos novos turbocompressores de especificação militar desenvolvidos em função da II Guerra Mundial serviu como incentivo para a adoção do equipamento em motores Diesel ferroviários no mercado americano. Apesar das notáveis vantagens, a relação custo-benefício era considerada desfavorável em comparação com os blowers, cenário que só começou a mudar a partir de 1954 com o Volvo Titan Turbo introduzindo o turbocompressor nos veículos de produção em massa...

Com as crises no fornecimento do petróleo resultantes de tensões no Oriente Médio durante os anos 70, veículos leves com motores Diesel de alta rotação que já eram bastante apreciados no mercado europeu em função da economia de combustível e da rentabilidade em aplicações comerciais passaram a contar com o turbo para atender a demandas por um desempenho mais próximo dos motores de ignição por faísca disponíveis na época que então apresentavam uma relação peso/potência mais favorável, e a partir de 1978 a Mercedes-Benz começava a introduzir motores Turbo Diesel em automóveis ao oferecer inicialmente no mercado americano o 300SD equipado com uma versão do motor OM617 de 5 cilindros, 3.0L e injeção indireta (apesar do consumo num motor de injeção direta ser normalmente 20% mais contido, com a injeção indireta os ruídos característicos da detonação são atenuados, proporcionando um maior conforto acústico aos americanos acostumados aos V8 a gasolina). Coube ao Peugeot 604 de 1979 a estréia do turbo num automóvel movido a óleo diesel destinado ao mercado interno europeu, e durante as décadas de 80 e 90 foi ganhando popularidade também em modelos de segmentos mais básicos, tanto que hoje é impossível encontrar um automóvel 0km com motor Diesel de aspiração natural na Europa Ocidental - para atender a normas ambientais mais rigorosas, a admissão forçada proporciona uma maior eficiência do processo de combustão e uma estabilidade superior da relação estequiométrica mesmo em meio a variações de altitude e pressão atmosférica, reduzindo entre outros a emissão de material particulado (a infame "fumaça preta").

Enquanto muitos usuários de veículos com motor do ciclo Otto alegam sentir intensamente um atraso na pressurização conhecido como turbo-lag, com prejuízos à dirigibilidade, antes mesmo do desenvolvimento de turbocompressores de geometria variável as faixas de rotação habitualmente mais baixas e com menor variação nos motores Diesel permitiam o uso de carcaças de turbina e rotores mais compactos e leves sem comprometer o fluxo de ar na admissão ao mesmo tempo que pressões menores nos gases de escapamento já seriam suficientes para "encher" o turbo e proporcionar respostas mais rápidas ao acelerador. A ausência de um corpo de borboleta de admissão (throttle-body) nos Diesel também era uma grande vantagem, visto que tal componente acaba atuando como uma espécie de "freio aerodinâmico", diminuindo subitamente a pressão do turbo ao fechar-se quando o acelerador recebe uma carga menor se uma válvula blow-off (mais conhecida como "válvula de alívio" ou "válvula de prioridade") não for utilizada, enquanto as pressões estabilizavam-se com mais facilidade em coletores de admissão menos obstruídos de motores Diesel.

Além do turbocompressor de geometria variável (TGV, VGT ou VNT), no qual normalmente a pressão do óleo lubrificante - que também costuma desempenhar uma importante função na refrigeração - serve como parâmetro para ajustar a posição das palhetas do rotor de acordo com diferentes faixas de rotação para estabilizar a pressão a partir de giros mais baixos desde o momento da partida, em alguns casos também se utilizam turbocompressores de duplo estágio: no caso, um turbo mais compacto inicia a pressurização enquanto um maior entra em ação a partir de um giro mais alto, mantendo a pressão constante e o fluxo da admissão adequado às variações das faixas de rotação que mesmo menores num Diesel não chegam a ser nulas. Tanto a geometria variável quanto o duplo estágio podem ser adotados simultaneamente, somando as respectivas vantagens. Vale destacar que os sistemas de gerenciamento eletrônico cada vez mais complexos incorporados nos motores Diesel e também nos mais recentes turbos de geometria variável fazem com que o dispositivo passe a acumular funções relacionadas ao incremento da potência de frenagem.

Considerado hoje indispensável nos melhores motores disponíveis no mercado mundial, o turbo - assim como as melhorias proporcionadas a nível de desempenho e emissões - acaba por ampliar sensivelmente as principais vantagens e faz com que eventuais desvantagens tornem-se menos significativas, contribuindo para o sucesso do ciclo Diesel em diferentes classes de veículos sem distinção por capacidade de carga e passageiros ou sistema de tração. Em alguns mercados, podem ser encontrados até esportivos com motor Diesel...