Turbo de Geometria Variável (VGT)

O turbocompressor de geometria variável, abreviado VGT e por vezes designado turbina de tubeira variável, é uma forma sofisticada de turbo que se adapta às condições do motor para proporcionar forte sobrealimentação em toda a faixa de rotações. Os turbos convencionais de geometria fixa têm de transigir entre resposta precoce e caudal a altas rotações; o VGT contorna esse compromisso ao alterar fisicamente a geometria da conduta de escape que alimenta a turbina, comportando-se na prática como um turbo pequeno a baixas rotações e como um grande a altas rotações.

O mecanismo assenta num anel de palhetas móveis, ou tubeiras, dispostas em redor da roda da turbina no interior da carcaça. Estas palhetas pivotam em conjunto, comandadas por um actuador que pode ser de vácuo, pneumático ou, cada vez mais, eléctrico, e geridas pela unidade de comando do motor. Ao mudarem o seu ângulo, as palhetas fazem variar a área da secção pela qual os gases de escape passam e o ângulo com que estes incidem nas pás da turbina. Estreitar a passagem acelera os gases e direcciona-os mais agressivamente para a turbina; alargá-la deixa passar todo o fluxo de escape com restrição mínima.

É precisamente esta variabilidade que confere ao VGT a sua sobrealimentação ampla e flexível. A baixas rotações, quando a energia de escape é escassa, as palhetas fecham-se para estreitar o fluxo, acelerando os gases de modo a que mesmo um pequeno volume faça girar a turbina com força e produza sobrealimentação útil cedo — reduzindo acentuadamente o turbo lag. À medida que as rotações sobem e o volume de escape cresce, as palhetas abrem-se progressivamente para evitar sufocar o motor com contrapressão excessiva e para deixar a turbina debitar livremente em regime elevado. O turbocompressor único entrega, assim, a resposta precoce de uma unidade pequena e a capacidade no topo de uma grande, sem a complexidade de vários turbos.

A sobrealimentação de geometria variável é hoje quase universal nos modernos motores turbodiesel, e é uma das tecnologias-chave que tornaram os diesel common-rail tão flexíveis e responsivos. O escape relativamente frio e rico em oxigénio de um diesel adapta-se bem ao mecanismo de palhetas, permitindo-lhe funcionar com fiabilidade sem as temperaturas extremas que durante muito tempo dificultaram a aplicação dos VGT aos motores a gasolina. Nos diesel, o sistema também auxilia o travão-motor e pode contribuir para a recirculação dos gases de escape ao modular a contrapressão. As aplicações a gasolina, que envolvem um escape muito mais quente, surgiram mais lentamente e dependem de materiais de alta temperatura mais dispendiosos.

As principais cautelas prendem-se com a fiabilidade e a manutenção. As palhetas móveis operam num fluxo de escape quente e cheio de fuligem e, nos diesel em particular, podem ficar incrustadas de carbono e fuligem, levando-as a encravar e o controlo de sobrealimentação a comportar-se mal. A utilização regular, um óleo de boa qualidade e algum andamento mais vivo ocasional ajudam a manter o mecanismo desimpedido, sendo o actuador e a articulação pontos de manutenção frequentes. A par das configurações twin-scroll, sequencial e biturbo, o VGT representa a solução de turbo único mais elegante para o eterno problema de entregar sobrealimentação em toda a faixa de rotações.