Nos cem anos do turbo, a Porsche mostra sua nova tecnologia
O conceito de tecnologia dos motores turbocomprimidos está inseparavelmente ligado ao nome e à marca Porsche. O destaque da próxima geração do Porsche Turbo já está pronto e é descrito em três letras: VTG.
A sigla denomina as turbinas de geometria variável (variable turbine geometry, em inglês), uma tecnologia que permite aumento significativo na flexibilidade do motor, com conseqüente melhora nas acelerações, em especial em baixas rotações.
Foi em outubro de 1974 que a Porsche lançou o 911 Turbo, o primeiro carro esporte de produção em série equipado com motor turbocomprimido.
Desde essa época, cada nova geração deste modelo fascina entusiastas em todo o mundo com uma novidade tecnológica: intercooler, biturbo, VarioCam Plus.
Quando apresentar o novo 911 Turbo, a Porsche estará introduzindo o primeiro motor turbo a gasolina com VTG.
Esta tecnologia é usada em motores turbo a diesel desde a década de 1990, mas nunca havia sido aplicada em motores turbo a gasolina porque neles a temperatura dos gases é superior a 1000 ºC – e muito mais alta que a verificada nos motores turbodiesel.
Isso parecia uma barreira intransponível, mas a Porsche solucionou este problema em parceria com a Borg Warner Turbo Systems. Contribuiu para isso o uso de materiais altamente resistentes a altas temperaturas, utilizados em tecnologia espacial.
As principais características do sistema VTG são as pás de turbinas variáveis dirigindo o fluxo de gases (vindo do motor) exatamente na direção da turbina.
O princípio da geometria variável das turbinas combina boas respostas e muito toque em baixas rotações com rendimento superior e alto desempenho em altas rotações.
Outra vantagem é que o nível de torque máximo é mantido em uma faixa de rotação muito mais ampla.
O turbocompressor foi inventado há exatamente cem anos. Em 16 de novembro de 1905, o engenheiro suíço Alfred Büchi recebeu a patente número 204630 do Escritório Imperial de Patentes do Governo Alemão para uma “máquina a combustão consistindo de compressor (compressor a turbina), motor a pistão e turbina, em seqüência”.
Nascido em 11 de julho de 1879, Büchi morreu em 27 de outubro de 1959 e trabalhou como engenheiro na cidade suíça de Winterthur.
Sua idéia não era apenas pré-comprimir o fluxo de ar para dentro do motor, mas também aproveitar (e não simplesmente desperdiçar) a energia cinética dos gases que saíam em alta pressão do sistema de escape do motor.
Ele usou o fluxo de escape dos gases resultantes do processo de combustão para acionar uma turbina.
Esta, por sua vez, levaria a um compressor que pré-comprimiria o ar e impulsionaria o fluxo para dentro da turbina. Isto marcou o nascimento do turbocompressor.
Büchi teve que esperar muito tempo até que sua invenção estivesse apta a ser usada na prática.
A primeira aplicação de tecnologia de turbocompressão aconteceu em motores marítimos, com o Ministério dos Transportes da Alemanha comissionando a construção dos navios de passageiros “Danzig” e “Preussen” em 1923.
Cada um destes dois navios tinha dois motores diesel de dez cilindros, cuja potência, graças ao uso de turbocompressores, foi aumentada de 1750 para 2500 cavalos-vapor.
As primeiras tentativas de usar esta tecnologia em automóveis foram feitas no final da década de 1950.
O “turbo gap” – a demora de resposta do motor ao comando do acelerador – apresentava aos engenheiros de desenvolvimento um desafio que, na época, parecia intransponível.
Mas em 1973 a Porsche participou do campeonato Can-Am (canadense-americano) com o modelo 917/30, que desenvolvia mais de 1100 cv em condições de corrida (no dinamômetro, o motor turbo de 12 cilindros opostos e 5,4 litros chegou a desenvolver 1560 cv). Este carro ultra-potente literalmente destruiu seus oponentes na pista.
O resultado foi a mudança do regulamento do campeonato Can-Am e o envio do 917/30 para o museu da Porsche.
O primeiro 911 com turbocompressor – Potência máxima de 260 cv, velocidade máxima de 250 km/h, aceleração de 0 a 100 km/h em 5s5.
Com estes números de desempenho, o primeiro Porsche 911 Turbo fez uma orgulhosa apresentação no salão do automóvel de Paris em 1974.
Ele desenvolvia sua potência máxima a menos de 5500 rpm, com torque máximo de 34,9 kgfm a 4000 rpm.
Na época, este torque era absolutamente desconhecido para um motor turbo. Os engenheiros da Porsche deram ao motor uma harmonia de fluxo de potência graças ao uso de uma válvula de alívio.
Para reduzir o “turbo gap”, os engenheiros de desenvolvimento da Porsche usaram uma turbina pequena, que respondia imediatamente desde os primeiros estágios e reduzia a perda de torque na mesma proporção.
O sucessor do primeiro 911 Turbo chegou ao mercado em 1977. Tinha motor de 3,3 litros e desenvolvia 300 cv.
O aumento de potência foi conseguido por um equipamento totalmente novo: um intercooler (trocador de calor), visto pela primeira vez em um modelo de produção em série.
Resfriando o ar do turbocompressor para menos de 100 ºC, o intercooler permitiu reduzir a pressão do turbocompressor sem que o motor perdesse potência.
Em 1990, a Porsche introduziu uma nova versão do 911 Turbo. Intercooler 50% maior, turbinas maiores e pressão controlada por ignição mapeada aumentaram a potência máxima para 320 cv.
Ao mesmo tempo, o novo carro tinha também um desempenho “limpo”, com um avançado gerenciamento de emissões contendo um conversor catalítico trifásico, atendendo às rígidas normas de emissões norte-americanas. Até a válvula de alívio tinha seu próprio catalisador.
A quarta geração do 911 Turbo fez sua aparição no começo de 1995. A base do motor era o 3,6 litros do 911 Carrera.
Os números de desempenho entravam em uma nova dimensão, com o motor tendo dois turbos – um caminho que havia sido aberto pelo Porsche 959, de 1986. A potência máxima era de 408 cv a 5750 rpm, com o torque máximo de 55,0 kgfm aparecendo a 4500 rpm.
Isso assegurava aceleração de 0 a 100 km/h em 4s5 e velocidade máxima de 290 km/h.
Mais uma vez, todo o processo de desenvolvimento tornou a entrega de potência mais harmoniosa, com as duas pequenas turbinas respondendo ainda mais rapidamente ao fluxo dos gases expelidos pelo sistema de escape.
Outro trabalho brilhante dos engenheiros da Porsche foi o sistema de gerenciamento de emissões, com sofisticados catalisadores atuando em conjunto com o novo sistema da Porsche, o OBD II (On-Board Diagnosis II).
Isso tornou o 911 Turbo o carro mais limpo do mundo. Usando o “cérebro eletrônico” do motor, o OBD II podia detectar possíveis deficiências do gerenciamento de emissões e reportar até 20 falhas de funcionamento para subseqüente diagnóstico.
Dois conceitos de motor em um só – O mais extraordinário destaque técnico do atual 911 Turbo, que chegou ao mercado no começo de 2000, é o VarioCam Plus, um engenhoso sistema que reduz o consumo de combustível e as emissões ao mesmo tempo em que aumenta o refinamento do funcionamento do motor.
Um benefício desta tecnologia superior é que ela otimiza tanto a potência quanto o torque do motor.
O 911 Turbo passou a desenvolver 420 cv a 6000 rpm e a atingir 305 km/h de velocidade máxima. O consumo de combustível, por sua vez, é 18% mais baixo que no modelo anterior.
A grande vantagem do VarioCam Plus é combinar dois conceitos de motor em um só, ajustando o comando de válvulas no lado de admissão e variando a válvula de escape do motor por meio do gerenciamento Motronic.
Isto significa maior economia de combustível e emissões mais baixas em qualquer rotação, combinada com alto toque e potência máxima quando em solicitação plena.
