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O que é um rolamento de turbocompressor? Tipos de rolamentos de turbocompressor

Rolamento turboO rolamento do turbocompressor é um componente essencial. Para entendermos o turbocompressor, primeiro precisamos conhecê-lo e suas partes móveis.

 

Qual turbocompressor?

Um turbocompressor, que encontramos comumente em carros, é na verdade um compressor de ar que comprime o ar para aumentar a quantidade de ar admitida. Ele utiliza o impulso inercial dos gases de escape expelidos pelo motor para impulsionar a turbina na câmara de combustão, e a turbina aciona o rotor coaxial, que por sua vez pressuriza o ar enviado pelo filtro de ar, injetando-o no cilindro. Quando a rotação do motor aumenta, a velocidade de expulsão dos gases de escape e a rotação da turbina também aumentam sincronizadamente. O rotor comprime mais ar no cilindro, e o aumento da pressão e da densidade do ar permite a queima de mais combustível, aumentando a quantidade de combustível e ajustando a rotação do motor, o que, consequentemente, aumenta a potência de saída do motor.

 

Quais são as partes móveis de um turbocompressor?

As partes móveis do turbocompressor também são componentes essenciais – a roda da turbina, o impulsor do compressor e o eixo do rotor – e a carcaça do supercompressor apresentam movimento relativo em alta velocidade, o que é insuportável para rolamentos comuns. Portanto, o rolamento do supercompressor é um rolamento flutuante especial.

 

Trata-se, na verdade, de um anel de cobre que envolve o eixo e a carcaça, com folgas entre o anel e o eixo e entre o anel e a carcaça. Quando o motor está funcionando, sob a ação da pressão do óleo, forma-se uma dupla película de óleo nessas partes, e o rotor flutua sobre essa película, girando em alta velocidade.

 

Devido às velocidades de rotação e temperaturas extremamente elevadas, esta área também impõe exigências extremamente elevadas em termos de lubrificação e refrigeração.

 

Se o compressor não estiver bem lubrificado e refrigerado, causará desgaste anormal do rolamento, reduzindo significativamente sua vida útil, aumentando a folga entre o rotor e a carcaça, e parte do óleo entrará no tubo de admissão ou escape por essa abertura, resultando em sérios problemas de queima de óleo.

 

Tipos derolamentos turboalimentados

Como componente móvel fundamental do turbocompressor, a estrutura do rolamento está diretamente relacionada à confiabilidade e durabilidade da turbina. Existem dois tipos principais de rolamentos para turbocompressores: os rolamentos flutuantes e os rolamentos de esferas.

 

Atualmente, a maioria dos principais fabricantes de automóveis utiliza mancais flutuantes, que devem ser duráveis ​​e acessíveis. O mancal flutuante é, na verdade, um anel no eixo, com um espaço entre o anel e o eixo e entre o anel e a carcaça do mancal, formando uma dupla película de óleo. O anel flutua entre o eixo e a carcaça. Geralmente, o espaço da camada interna é de cerca de 0,05 mm e o da camada externa é de cerca de 0,1 mm. A espessura da parede do mancal é de cerca de 3,0 a 4,5 mm, sendo fabricado em liga de bronze com chumbo e estanho, e a superfície do mancal é revestida com uma camada de liga de chumbo-estanho ou índio metálico com uma espessura de cerca de 0,005 a 0,008 mm. Quando o supercharger está funcionando, o mancal gira entre o eixo e a carcaça. Portanto, podemos observar as desvantagens dos mancais flutuantes: alta resistência ao funcionamento dos eixos da turbina, altas exigências de pressão e qualidade do óleo e controle dinâmico instável dos eixos da turbina.

 

Os rolamentos de esferas são mais comuns em carros de alto desempenho e, como o nome sugere, consistem na instalação de esferas no eixo da turbina, substituindo o óleo nos mancais flutuantes. A vantagem dos rolamentos de esferas é justamente o oposto da dos mancais flutuantes: menor atrito, menor histerese da turbina e maior capacidade de atingir os limites dinâmicos; a dinâmica do eixo da turbina pode ser controlada de forma eficaz; a pressão e a qualidade do óleo podem ser ligeiramente reduzidas, o que indiretamente aumenta a vida útil da turbina. Suas desvantagens também são evidentes: a vida útil não é tão longa quanto a dos mancais flutuantes, geralmente entre 70.000 e 80.000 quilômetros, e o custo de manutenção é alto e complexo. No entanto, devido ao seu apelo em termos de desempenho, os rolamentos de esferas ainda são o equipamento predominante em carros de alto desempenho.