Turbos - Twin scroll ou twin (paralelos ou em sequência) ou de geometria variavel ?

[v7]

Pelo que vou percebendo há várias possibilidades para os carros turbos, que são pelo menos:

- turbo simples
- turbo geometria variável
- turbo twin scroll
- 2 turbos paralelos (iguais)
- 2 turbos sequenciais (diferentes)
- .....

Depois ainda pode haver combinações de várias destas coisas como é o caso do 50d BMW com os seus 3 turbos ou o 1,4 tsi que combina um turbo com um compressor volumétrico.

Qual vos parece a melhor solução genericamente ?

[topspeedPT]

[Drifter]

Para mim, e falando de um carro para o dia-a-dia, nao um que sai ao fim-de-semana para desfrutar de umas estrada de serra, em que consumos e manutençao nao sao factores principais na sua compra, prefiro sempre o mais simples e menos dispendioso possivel para alem de fiavel, portanto, a minha escolha era somente nas 3 primeira soluçoes, sendo que preferia a segunda.

Contudo, tenho convivido de perto com um 535d F10 com 1 ano e pouco, neste momento pouco mais de 100.000km, e ate ao momento zero problemas. Mas dispenso ver a factura a quanto da troca dos turbos, que sendo uma peça de desgaste, é inevitável a sua mudança.

[ice]

O turbo não é peça de desgaste. O turbo tem manutenção, é preciso é as marcas apostarem em fazê-la em vez de cobrarem novos...

Só experimentei turbos de geometria simples/variável, e um c220 de 170 cvs, que honestamente nem sei como é, mas gostei...


Cump.

[SRLA]

Tecnicamente a melhor tecnologia é a geometria variável, mas é também a mais cara e de forma mesmo proibitiva em motores Otto (devido às temperaturas que a turbina tem que aguentar). A vantagem também é proporcional às pressões envolvidas pelo que num motor Otto não faz tanta diferença.

Twin-scroll é uma forma mais simples e barata de optimizar o funcionamento de todo o sistema escape-turbina.

Dois turbos em sequência usam-se quando um só turbo, mesmo de geometria variável, não permite a gama de utilização pretendida. Ou três, ou quatro, teoricamente não há limite. É muito raro devido ao custo e complexidade e hoje em dia quase só se faz em motores Diesel de topo.

Dois turbos em paralelo são praticamente a mesma coisa que um só turbo maior. Há teoricamente vantagem em termos de inércia e portanto tempo de resposta mas com as tecnologias actuais isto é quase desprezável. 90% das vezes só se utilizam turbos em paralelo por conveniência (em motores com dois bancos de cilindros em que há dois colectores de escape separados).

Genericamente, o melhor é aquilo que já se vê: turbos simples em motores mais baratos, twin-scroll em motores Otto mais performantes e geometria variável nos Diesel equivalentes, turbos em paralelo para motores em V/boxer (ambos twin-scroll ou geometria variável se houver mesmo vontade de gastar dinheiro). Turbos sequenciais acho que já são tecnologia a mais, mais vale fazer logo um motor maior.

[TommyTosser]

Não sei se existe, mas gostava de ver 2 turbos sequencianis, 1 menor que o outro, sendo os 2 de geometria variável.

[FernandoAc]

Tecnicamente a melhor tecnologia é a geometria variável, mas é também a mais cara e de forma mesmo proibitiva em motores Otto (devido às temperaturas que a turbina tem que aguentar). A vantagem também é proporcional às pressões envolvidas pelo que num motor Otto não faz tanta diferença.

Não percebo esta questão apesar de já ter ouvido falar disto.
Se a diferença entre um turbo comum e um de GV está nas "janelas" que variam o espaço para os gases circularem que implicações tem na temperatura da turbina?

[SRLA]

Não percebo esta questão apesar de já ter ouvido falar disto.
Se a diferença entre um turbo comum e um de GV está nas "janelas" que variam o espaço para os gases circularem que implicações tem na temperatura da turbina?

O problema é as alhetas. Têm que ser peças móveis (e não uma peça maciça como a turbina em si) e aguentar aquela temperatura e pressão com fiabilidade e durabilidade.

Motores Otto de alta performance (aqueles em que se justificaria TGV) atingem temperaturas de escape mesmo muito elevadas. Estas peças têm que ser feitas em superligas. A vantagem face a turbos convencionais ou twin-scroll não compensa o custo.

[Xkoviak]

O problema é as alhetas. Têm que ser peças móveis (e não uma peça maciça como a turbina em si) e aguentar aquela temperatura e pressão com fiabilidade e durabilidade.

Motores Otto de alta performance (aqueles em que se justificaria TGV) atingem temperaturas de escape mesmo muito elevadas. Estas peças têm que ser feitas em superligas. A vantagem face a turbos convencionais ou twin-scroll não compensa o custo.

A Porsche utiliza TGV nos 911 Turbo, não sei se há mais algum otto a usar.

[nebuchadnezzar]

Primeiro que tudo há que distinguir, toda essa panóplia de opções, do tipo de motor onde vai ser aplicado, nomeadamente se é diesel ou otto.

Nos diesel o objetivo dos turbocompressores é obter uma elevada pressão de admissão do ar de entrada no motor. Já nos Otto, o objetivo passa pela obtenção de um elevado caudal de admissão. Fruto das maiores rotações a que funciona.

Ora, daqui resultam variam consequências. Um turbo simples grande poderá proporcionar a mesma potência de dois turbos menores, mas o comportamento do motor, será completamente diferente. Aliado a isto tudo há ainda a questão dos custos. Dois pequenos serão mais caros do que um grande.

Agora essas derivações todas. Um turbo grande, vai dar boa potência, mas o comportamento a baixas rotações poderá não ser o melhor. Os geometria variável tentam compensar isso, mas não são perfeitos. Têm uma elevada inércia e um atraso de resposta. Por outro lado acabam por ser mais baratos de aplicar do que as situações biturbo.

As situações biturbo, sejam quais foram, permitem no fundo, ter uma resposta rápida a baixas rotações e aliar uma elevada potência. É a solução quase perfeita.

No fundo, qualquer opção visa essencialmente obter mais potência, seja mono turbo simples, TGV, biturbo, mas também uma melhor resposta a baixas rotações (neste caso, os TGV e os biturbos).

[MarcoSPinto]

Tema interessante.

A propósito de turbos, não das suas especificações mas sim da sua localização, ainda não percebi porque é que as marcas não apostam mais em turbos junto à saída de escape:



Teoricamente há mais lag é verdade, mas será que não se podia assim apostar em turbos maiores e mais fiáveis (levam com mais ar fresco em vez do ar quente do motor)?

Isto falando só de desportivos, visto a ineficiência ser inimiga dos carros de produção em massa.

[Iuri]

Para mim o melhor sistema (otto) é o turbo de geometria variável (o do 911).
À excepção desse que atinge preços proibitivos, o mais interessante é o twin-scroll, não só por não ser muito complexo como por actuar num campo largo de rotações. Este aspecto é, aliás o que melhor o distingue do turbo simples (que actua numa faixa curta de rotação).

A outra questão que importa colocar é: qual a melhor solução para diminuir o lag?

[Phaster]

Tema interessante.

A propósito de turbos, não das suas especificações mas sim da sua localização, ainda não percebi porque é que as marcas não apostam mais em turbos junto à saída de escape:



Teoricamente há mais lag é verdade, mas será que não se podia assim apostar em turbos maiores e mais fiáveis (levam com mais ar fresco em vez do ar quente do motor)?

Isto falando só de desportivos, visto a ineficiência ser inimiga dos carros de produção em massa.

tens muito mais lag com o turbo aí pois o ar tem de fazer um percurso bem maior para ir para o intercooler e admissão, aliás quanto mais longe do bloco pior

[SRLA]

Primeiro que tudo há que distinguir, toda essa panóplia de opções, do tipo de motor onde vai ser aplicado, nomeadamente se é diesel ou otto.

Nos diesel o objetivo dos turbocompressores é obter uma elevada pressão de admissão do ar de entrada no motor. Já nos Otto, o objetivo passa pela obtenção de um elevado caudal de admissão. Fruto das maiores rotações a que funciona.

O objectivo é rigorosamente o mesmo num Diesel ou num Otto, aumentar a massa de ar admitida.

tens muito mais lag com o turbo aí pois o ar tem de fazer um percurso bem maior para ir para o intercooler e admissão, aliás quanto mais longe do bloco pior

É mais problemático a turbina estar longe do colector, isso torna o turbo obsoleto. A vantagem do turbocompressor está em utilizar energia dos gases de escape, se é montado longe do motor a receber gases que já perderam a energia quase toda pelo caminho mais vale usar um compressor mecânico porque o turbo também vai ter que tirar a energia toda do motor.

[nebuchadnezzar]

O objectivo é rigorosamente o mesmo num Diesel ou num Otto, aumentar a massa de ar admitida.


É mais problemático a turbina estar longe do colector, isso torna o turbo obsoleto. A vantagem do turbocompressor está em utilizar energia dos gases de escape, se é montado longe do motor a receber gases que já perderam a energia quase toda pelo caminho mais vale usar um compressor mecânico porque o turbo também vai ter que tirar a energia toda do motor.

Então porque é que os otto não usam os mesmos turbos dos diesel?

[Phaster]

Então porque é que os otto não usam os mesmos turbos dos diesel?

blocos de ferro vs aluminio?

[SRLA]

Então porque é que os otto não usam os mesmos turbos dos diesel?

Ás vezes usam. Mas como em tudo hoje em dia, os componentes são optimizados para a aplicação. Num Diesel quer-se um turbo mais robusto, que aguente pressões mais altas e frequentemente de geometria variável, num Otto quer-se um turbo com menos inércia e uma faixa de utilização mais ampla com geometria fixa.

[nebuchadnezzar]

Ás vezes usam. Mas como em tudo hoje em dia, os componentes são optimizados para a aplicação. Num Diesel quer-se um turbo mais robusto, que aguente pressões mais altas e frequentemente de geometria variável, num Otto quer-se um turbo com menos inércia e uma faixa de utilização mais ampla com geometria fixa.

Ok, precisamente o que eu disse.

[SRLA]

Ok, precisamente o que eu disse.

O que tu disseste é que num motor se quer pressão e noutro caudal. Quer-se pressão e caudal nos dois. Num Diesel para a mesma potência tens normalmente mais pressão e caudal.

É a mesma história que potência e binário, pressão e caudal são duas faces da mesma moeda.

[A4B5]

A propósito de turbos, não das suas especificações mas sim da sua localização, ainda não percebi porque é que as marcas não apostam mais em turbos junto à saída de escape:


Teoricamente há mais lag é verdade, mas será que não se podia assim apostar em turbos maiores e mais fiáveis (levam com mais ar fresco em vez do ar quente do motor)?

A outra questão que importa colocar é: qual a melhor solução para diminuir o lag?

Estou com preguiça de ir procurar, mas lembro-me de ver menção recente de um híbrido com "turbo" eléctrico, talvez tenha sido o 918.

Ou seja, desacopla-se o problema de recuperar energia do escape (o turbo carrega a bateria), do problema de comprimir o ar para combustão (o compressor é alimentado pela bateria).

Assim o atraso de resposta desaparece, porque a compressão está sempre disponível com energia da bateria. O preço será eventualmente a eficiência da conversão. Nos veículos híbridos, a necessária bateria de grande dimensão está lá por inerência ...

[nebuchadnezzar]

O que tu disseste é que num motor se quer pressão e noutro caudal. Quer-se pressão e caudal nos dois. Num Diesel para a mesma potência tens normalmente mais pressão e caudal.

É a mesma história que potência e binário, pressão e caudal são duas faces da mesma moeda.

Eu não disse nada disso. As duas coisas têm que existir sempre. Não podes ter pressão sem caudal, e não podes ter caudal sem pressão. Portanto, nunca diria isso.

Depois dizes que ambos precisam de caudal e pressão (obviamente). Mas que "num diesel tens normalmente mais pressão" (lá está... o que eu disse) "e caudal". Ou seja, mais pressão e caudal, do que num Otto.

Então vamos lá ver a coisa de outra forma. Dois carros iguais, mesmo peso, mesma velocidade. Um é diesel, outro é otto. Ambos em 4ª velocidade a 80 Km/H. O diesel vai a 2000 rpm e o otto vai a 3000 rpm. Qual é que está a consumir maior quantidade de ar? Em qual é maior o caudal? Ah cilindradas iguais!

[Kasinski]

Tecnicamente a melhor tecnologia é a geometria variável, mas é também a mais cara e de forma mesmo proibitiva em motores Otto (devido às temperaturas que a turbina tem que aguentar). A vantagem também é proporcional às pressões envolvidas pelo que num motor Otto não faz tanta diferença.

Twin-scroll é uma forma mais simples e barata de optimizar o funcionamento de todo o sistema escape-turbina.

Dois turbos em sequência usam-se quando um só turbo, mesmo de geometria variável, não permite a gama de utilização pretendida. Ou três, ou quatro, teoricamente não há limite. É muito raro devido ao custo e complexidade e hoje em dia quase só se faz em motores Diesel de topo.

Dois turbos em paralelo são praticamente a mesma coisa que um só turbo maior. Há teoricamente vantagem em termos de inércia e portanto tempo de resposta mas com as tecnologias actuais isto é quase desprezável. 90% das vezes só se utilizam turbos em paralelo por conveniência (em motores com dois bancos de cilindros em que há dois colectores de escape separados).

Genericamente, o melhor é aquilo que já se vê: turbos simples em motores mais baratos, twin-scroll em motores Otto mais performantes e geometria variável nos Diesel equivalentes, turbos em paralelo para motores em V/boxer (ambos twin-scroll ou geometria variável se houver mesmo vontade de gastar dinheiro). Turbos sequenciais acho que já são tecnologia a mais, mais vale fazer logo um motor maior.

Está tudo dito.

Só para acrescentar que, como os otto fazem genericamente bem menos pressão, não é extremamente necessário tecnologias de topo nos turbo.

Um(ou dois) Twin Scroll fazem perfeitamente o serviço

[vsr200]

O conceito do turbo elétrico parece-me o mais interessante, dá para fazer o que quiserem e a baixa custo.

Com a quantidade de baterias que os carros começam a ter, podemos não estar muito longe.

[A4B5]

Estou com preguiça de ir procurar, mas lembro-me de ver menção recente de um híbrido com "turbo" eléctrico, talvez tenha sido o 918.

Afinal era uma notícia da BBC sobre as regras da Formula 1 para 2014: BBC Sport - F1 2014: All aboard the 'power train' - new rules explained (postada aqui http://forum.autohoje.com/forum-gera...post1067664976 )

[evoluzione]

Eu não disse nada disso. As duas coisas têm que existir sempre. Não podes ter pressão sem caudal, e não podes ter caudal sem pressão. Portanto, nunca diria isso.

Depois dizes que ambos precisam de caudal e pressão (obviamente). Mas que "num diesel tens normalmente mais pressão" (lá está... o que eu disse) "e caudal". Ou seja, mais pressão e caudal, do que num Otto.

Então vamos lá ver a coisa de outra forma. Dois carros iguais, mesmo peso, mesma velocidade. Um é diesel, outro é otto. Ambos em 4ª velocidade a 80 Km/H. O diesel vai a 2000 rpm e o otto vai a 3000 rpm. Qual é que está a consumir maior quantidade de ar? Em qual é maior o caudal? Ah cilindradas iguais!

Uma pode existir sem a outra, sao independentes.

Depende do boost!

[SRLA]

Então vamos lá ver a coisa de outra forma. Dois carros iguais, mesmo peso, mesma velocidade. Um é diesel, outro é otto. Ambos em 4ª velocidade a 80 Km/H. O diesel vai a 2000 rpm e o otto vai a 3000 rpm. Qual é que está a consumir maior quantidade de ar? Em qual é maior o caudal? Ah cilindradas iguais!

Depende de muita coisa. Num Otto convencional de injecção indirecta e borboleta de admissão, vai o Diesel a consumir mais ar, porque no Otto a borboleta só vai parcialmente aberta. Ambos de injecção directa, pode ir o Otto ou não, depende da pressão que se vai a fazer (quase de certeza maior no Diesel, mesmo a cargas parciais), depende da % de EGR, etc.

Mas ambos a fundo, o mais provável é o Diesel às 2000rpm ir a consumir mais ar que o Otto às 3000. Lembra-te que num Diesel a mistura é sempre pobre. Um Diesel precisa de muito mais ar para produzir uma dada potência que um Otto.

O conceito do turbo elétrico parece-me o mais interessante, dá para fazer o que quiserem e a baixa custo.

Com a quantidade de baterias que os carros começam a ter, podemos não estar muito longe.

O "turbo eléctrico" é apenas um turbo normal com um motor eléctrico parra fazer a aceleração inicial. As baterias são mais ou menos irrelevantes porque o accionamento eléctrico dura meio segundo e depois é a turbina que mantém o regime, o consumo de electricidade é muito baixo.

Se fosse para o motor eléctrico estar sempre a funcionar, não fazia sentido ser turbo, tirava-se a turbina e tinha-se um simples compressor eléctrico. E aí também mais valia ter logo um compressor mecânico puxado pela cambota que haveria menos perdas do que na geração da energia eléctrica necessária no alternador.

[v7]

Fantástico contributo SRLA

[M101]

Depende de muita coisa. Num Otto convencional de injecção indirecta e borboleta de admissão, vai o Diesel a consumir mais ar, porque no Otto a borboleta só vai parcialmente aberta. Ambos de injecção directa, pode ir o Otto ou não, depende da pressão que se vai a fazer (quase de certeza maior no Diesel, mesmo a cargas parciais), depende da % de EGR, etc.

Mas ambos a fundo, o mais provável é o Diesel às 2000rpm ir a consumir mais ar que o Otto às 3000. Lembra-te que num Diesel a mistura é sempre pobre. Um Diesel precisa de muito mais ar para produzir uma dada potência que um Otto.


O "turbo eléctrico" é apenas um turbo normal com um motor eléctrico parra fazer a aceleração inicial. As baterias são mais ou menos irrelevantes porque o accionamento eléctrico dura meio segundo e depois é a turbina que mantém o regime, o consumo de electricidade é muito baixo.

Se fosse para o motor eléctrico estar sempre a funcionar, não fazia sentido ser turbo, tirava-se a turbina e tinha-se um simples compressor eléctrico. E aí também mais valia ter logo um compressor mecânico puxado pela cambota que haveria menos perdas do que na geração da energia eléctrica necessária no alternador.

Fiquei com uma dúvida. Aquilo que descreves é um turbo elétrico ou um turbo com assistência de um motor eléctico que, no resto do tempo, é também acionado pelos gases de escape?
É que por umas contas que fiz assim por alto há uns tempos, para termos um turbo elétrico precisaríamos de ter uma corrente de uns 700A num circuito de 12V, o que me parece incomportável.

[TommyTosser]

O turbo eléctrico tem lógica na fase de spool, seria uma boa maneira de retirar parte do TLag. Aliado a geometria variável era capaz de se encontrar uma entrega mais linear de potencia.

[evoluzione]

Fiquei com uma dúvida. Aquilo que descreves é um turbo elétrico ou um turbo com assistência de um motor eléctico que, no resto do tempo, é também acionado pelos gases de escape?
É que por umas contas que fiz assim por alto há uns tempos, para termos um turbo elétrico precisaríamos de ter uma corrente de uns 700A num circuito de 12V, o que me parece incomportável.

Turbo com assistência na fase de spool de um motor eletrico.De outra forma nao faria sentido,tal como o SRLa explicou e bem.