Design e Função de um Turboalimentador
Compressor
Design e função
Os compressores de turboalimentadores são geralmente centrífugos, com três componentes essenciais: rotor, difusor e carcaça. Com a velocidade de rotação do rotor, o ar entra axialmente, é acelerado até atingir alta velocidade e depois expelido em direção radial.
O difusor reduz a alta velocidade do ar, praticamente sem perdas, para que tanto a pressão quanto a temperatura aumentem. O difusor é formado pelo prato do compressor e uma parte da carcaça espiral, que por sua vez coleta o ar e reduz ainda mais sua velocidade antes que ele chegue à saída do compressor.
Características operacionais
O comportamento operacional do compressor é geralmente definido por gráficos mostrando a relação entre a razão de pressão e taxa de escoamento de massa ou volume. A área útil do gráfico relacionado aos compressores centrífugos é limitada por curvas de sobrecarga, de estrangulamento e velocidade máxima permissível do compressor.
Linha de surto (ou de sobrecarga)
O gráfico é limitado à esquerda pela linha de sobrecarga, que é basicamente a “interrupção” do fluxo de ar na entrada do compressor. Com vazão volumétrica muito pequena e razão de pressão muito elevada, a vazão não consegue mais aderir ao lado de sucção das palhetas resultando na interrupção do processo de descarga. O fluxo de ar pelo compressor é revertido até que uma razão de pressão estável com vazão volumétrica positiva seja alcançada, a pressão aumenta novamente e o ciclo se repete. Esta instabilidade na vazão continua com freqüência fixa e o ruído resultante é conhecido como ressonância.
Gráfico do compressor de um turboalimentador para aplicações em carros de passeio
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Linha de estrangulamento
A vazão volumétrica máxima de um compressor centrífugo é normalmente limitada pela área da admissão do compressor. Quando a vazão na admissão do rotor atinge velocidade sônica, não é mais possível nenhum aumento na vazão volumétrica. A linha de estrangulamento pode ser reconhecida pelas curvas de velocidade acentuadamente descendentes à direita no mapa do compressor.