O que é o “turbo lag” ou atraso de resposta do turbo?

Salvo em raras exceções (motores pequenos de baixa cilindrada e potência), o turbocompressor é hoje em dia praticamente um padrão para aumentar o rendimento dos motores de combustão, tanto a gasolina como a gasóleo.

E se já conduziste um motor com turbo, certamente terás notado em determinadas situações um ligeiro atraso entre o momento em que pisas o acelerador para exigir mais potência e o momento em que esta se torna efetiva. Este efeito é o que se conhece como “turbo lag” ou atraso de resposta do turbo.

Para compreender melhor em que consiste o “turbo lag”, convém conhecer, pelo menos, os princípios básicos do sistema de sobrealimentação de um motor através de um turbocompressor.

Assim funciona um turbocompressor

O turbocompressor é um dos tipos de mecanismos que existem para sobrealimentar ou forçar a entrada de ar na câmara de admissão de um motor. É composto por um compressor e por uma turbina (do jogo das duas palavras vem o seu nome) unidos por um eixo, que giram dentro de um invólucro.

Os gases de escape gerados pelo próprio motor durante o seu funcionamento encarregam-se de mover a turbina, que por sua vez faz girar o compressor. Este último é o encarregado de comprimir o ar de admissão até uma pressão máxima que está limitada por uma válvula de descarga. O ar comprimido é introduzido na câmara de combustão, aumentando o rendimento.

Porque se produz o turbo lag?

O atraso na resposta característico de alguns motores com turbocompressor produz-se quando os gases de escape têm de vencer a inércia que a turbina apresenta quando está parada ou a girar a baixas rotações. Tem em conta que, para que o compressor gire a uma velocidade que lhe permita comprimir o ar de admissão, é preciso fazer girar a turbina suficientemente depressa.

Se o fluxo de gases de escape for pequeno, por exemplo ao acelerar a partir de baixas rotações, custar-lhe-á vencer essa inércia da turbina e movê-la. Do mesmo modo, se um turbocompressor for muito grande para gerar maior pressão de sobrealimentação, a turbina será maior e custará mais movê-la.

Antigamente, quando os motores não tinham a sofisticação eletrónica de hoje, nos motores dos carros desportivos era frequente utilizar grandes turbocompressores para conseguir aumentos significativos de potência. Estes turbocompressores geravam muita compressão –e, portanto, faziam com que o motor debitasse muito mais potência– quando giravam a altas rotações.

Mas a baixas rotações –quando o fluxo de gases de escape é pequeno– demoravam a entrar em ação, o que obrigava o condutor a antecipar-se ao acelerar e fazia com que toda a potência aparecesse praticamente de repente.

Assim se combate o turbo lag

Parece lógico, portanto, que para combater o turbo lag se utilizem turbocompressores pequenos, nos quais custe o mínimo possível mover a turbina, ou materiais leves na sua construção.

O problema é que um turbocompressor pequeno limita a capacidade do sistema de sobrealimentação para melhorar o rendimento. Por outro lado, as altas temperaturas e os regimes de rotação que o turbocompressor atinge (até 300.000 rpm) obrigam a recorrer a materiais especiais, como o titânio ou a cerâmica.

No entanto, existem diferentes tecnologias que permitiram reduzir o atraso de resposta dos motores turboalimentados. As mais comuns são as seguintes:

• Turbocompressor de geometria variável. As pás da turbina não são fixas, mas podem variar para modificar o ângulo em que incidem os gases de escape, de forma a acelerar mais rapidamente a turbina.
• Turbocompressor de duas entradas Twin-Scroll. Não se deve confundir a tecnologia Twin-Scroll, ou turbos de duas entradas, com a dupla sobrealimentação. Num turbo Twin-Scroll utilizam-se duas entradas diferentes para dirigir os gases de escape para a turbina, diferenciando assim os cilindros que fornecem pressão dos que poderiam provocar uma redução da mesma ao “reaspirar” os gases de escape.
• Dupla sobrealimentação. Com esta tecnologia pode utilizar-se um turbocompressor mais pequeno para obter uma resposta imediata a baixas rotações, e um maior para fornecer mais pressão e conseguir mais potência quando o motor gira a regimes altos. Estes sistemas podem utilizar dois (ou mais) turbocompressores de tamanhos diferentes. Também se aproveitam as vantagens de outro tipo de sobrealimentação, como os compressores volumétricos ou os compressores elétricos, que proporcionam uma resposta rápida a baixas rotações, combinados com um turbocompressor convencional.

“Bang-bang”: o “anti-lag” dos antigos carros de competição

Antes de todos estes sistemas, nos antigos carros de competição, que utilizavam enormes turbocompressores para conseguir grandes valores de potência, os pilotos tinham de enfrentar enormes atrasos na resposta ao acelerador. Para isso, os engenheiros desenvolveram um sistema anti-lag que rapidamente passou a ser conhecido como “Bang-bang”, pelo seu característico som.

Consistia em atrasar a ignição para que a faísca da vela saltasse um pouco mais tarde, com o fim de atrasar ligeiramente a combustão, de modo a que se gerasse maior pressão nos gases de escape devido ao ar de admissão que entrava nos cilindros. Uma solução engenhosa e tecnicamente fácil de implementar, mas que não seria possível num veículo de estrada, pelo alto consumo e pelos problemas de fiabilidade que causaria no motor.

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