Tenologia Maritima

Novas demandas de turbo alimentadores devidos às novas legislações de emissões

Hoje o desenvolvimento contínuo de motores está definitivamente determinado pelas crescentes exigências de padrões de emissões. Isto significa que os sistemas adicionais que previnem a produção de partículas em motores diesel ou óxidos de nitrogênio durante o processo de combustão ou os processos para limpar estas formações, tais como o processo de Miller, recirculação de gases de escape (EGR), a redução catalítica selectiva (SCR) ou um filtro de partículas para motores diesel (DPF) têm que ser integrados no conceito global do design do motor. Para a MTU, turboalimentação é uma das tecnologias-chave nestes conceitos de baixa emissão. Isto porque somente com um sistema compatível de turboalimentação que a tendência destes sistemas adicionais que afetam negativamente o desempenho do motor e a capacidade de resposta podem ser evitados. Uma característica comum de todas as tecnologias de redução de emissões é que eles diminuem o efeito da turboalimentação. Filtro de partículas diesel, o processo Miller e o de recirculação de gases de escape criam contrapressão maior dos gases de escape; recirculação dos gases de escape aumenta a massa de ar que tem de ser entregue ao cilindro. Para simplificar, o turbocompressor tem a comprimir o ar a uma taxa mais elevada, isto é, deve forçar mais ar para dentro da câmara de combustão para fornecer a mesma quantidade de oxigênio para a combustão quanto a fornecida anteriormente.

Conforme as pesquisas realizadas pela MTU tem mostrado, o turbocarregamento de fase única utilizado anteriormente já não será suficiente para a maioria das aplicações no futuro. Para os motores destinados a cumprir normas rigorosas de emissões, o especialista em soluções de propulsão optarão por duplo estágio regulado de turboalimentação (Figura 4). Este é um sistema que garante uma taxa constantemente elevada de entrega de ar de admissão para o motor em todos os pontos de funcionamento e mesmo sob condições ambientais extremas (temperatura do ar de entrada, altitude, contrapressão,). Isto envolve a pré-compressão do ar de admissão pelos turbocompressores de baixa pressão seguido por compressão adicional em turbocompressores de alta pressão. O controle do sistema de turbocompressão está integrado ao sistema de gerenciamento eletrônico do motor da MTU, o ECU (Engine Control Unit), que foi desenvolvido pela própria MTU.

O inovador sistema de turboalimentação de dois estágios regulados está sendo usado pela primeira vez para a nova série 4000 de motor para aplicações ferroviárias. Atende os requisitos de emissão da Directiva da UE 97/68/EC Estágio IIIB que entram em vigor para locomotivas diesel na Europa em 2012. Turboalimentação em dois estágios regulado também é definitivamente planejado para futuras versões da Série de motores1600, 2000 e 4000 em outras aplicações móveis, tais como construção e indústria. Para aplicações estacionárias, tais como a geração de energia, em que as exigências sobre a resposta do turbocompressor dinâmico não são tão elevados, o turboalimentação mais econômico de um único estágio continuará a ser utilizado.

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