depois dos queridinhos da atualidade e hora de tratarmos da preparaçao old school  os superchargers estao ligados a historia automotiva ha mais de um seculo  e quando falamos neles a primeira imagem que vem a cabeça sao os top fuel com suas admissoes gigantes querendo engolir o mundo  mas a coisa nem sempre foi assim  a historia dos superchargers nao começou exatamente no mundo automotivo  e e sobre isso e otras cositas que iremos conversar  prontos     detalhando os superchargers   para entender as caracteristicas de trabalho dos blowers temos que ir ate a  raiz   que trocadilho ruim  desses equipamentos  os roots sao bombas de deslocamento positivo  ou seja  eles transferem  pacotes  da admissao para a descarga   os irmaos roots procuravam uma soluçao para alimentar fornalhas em siderurgicas  e como era necessario o deslocamento de grandes volumes de ar eles desenvolveram e patentearam uma bomba de lobulos   [youtube id= 4yolqjf438w  width= 620  height= 350 ]  vejam o video acima  podemos observar os eixos lobulares  as engrenagens que transmitem o movimento entre os eixos  os rolamentos e aneis de vedaçao  todos usinados e instalados com a devida precisao e cuidado  uma verdadeira poesia mecanica  mas o que eu realmente quero que voces prestem atençao e o momento de teste e inspeçao final  aproximadamente aos 3 minutos o homem responsavel por toda a montagem checa as folgas entre os lobulos  bem como entre estes e a carcaça do soprador  nao pode haver contato entre as faces  aos 3 20 minutos a imagem muda e os lobulos aparecem girando sincronizados  mas em sentidos opostos  e esse movimento que desloca o ar  a rotaçao abre cavidades temporarias  para onde o ar e puxando quando os rotores estao em movimento  este ar fica preso na camara formada entre os lobulos e a carcaça e e conduzido ate a descarga do soprador     entao o ar e deslocado em  pacotes   da mesma forma que acontece com voce quando passa pela porta giratoria de um banco  as camaras formadas nao mudam de volume  entao nao ha compressao durante o deslocamento entra a admissao e a descarga  por isso os supercharger do tipo roots sao chamados de sopradores  entao como a compressao acontece   vamos continuar com o exemplo da porta giratoria para explicar de forma bem simples o que acontece  dentro de uma agencia bancaria estao os caixas e gerentes fazendo o atendimento   imaginem que a capacidade de atendimento da agencia e de 20 clientes por hora  e o fluxo de entrada pela porta tambem e de 20 clientes por hora  nessa condiçao a quantidade de pessoas que entra e a mesma que sai apos o seu atendimento  entao o numero de pessoas dentro da agencia sempre sera igual  mas numa condiçao de pico  como dias de pagamento  etc   a quantidade de clientes que passam pela porta e maior que a capacidade de atendimento  isso ira aumentar a quantidade de pessoas dentro da agencia  diminuindo o espaço disponivel entre elas     agora faça uma correlaçao entre esse banco e o seu motor  ai esta a compressao  o supercharger desloca um volume maior que a capacidade de admissao do motor  entao o excedente e comprimido no coletor de admissao  sendo engolido forçosamente pelo proximo cilindro que abrir as suas valvulas   [youtube id= mtguttvjt s  width= 620  height= 350 ]  essa soluçao foi usada comercialmente pela gm em seus motores detroit diesel  aumente o volume e se deliciem com um detroit 6/71 subindo a serra das araras   a grande vantagem dos blowers estava em gerar resultados desde as rotaçoes mais baixas  fator essencial para utilitarios que necessitam de muito torque desde a arrancada  obervem na foto abaixo como o manovacuometro mostra uma depressao de 2 psi durante a marcha lenta  motores que nao sofreram modificaçoes normalmente apresentam valores entre 7 e 10 psi     outra caracteristica dos superchargers e a linearidade da sobrealimentaçao  em teoria p volume de ar despejado na descarga e constante  entao a pressao no coletor tambem seria  mas na realidade a folga entre os lobulos e tambem entre estes e a carcaça permite uma pequena recirculaçao do ar  fazendo a pressao no coletor ser menor no inicio da faixa  alem disso  a propria eficiencia volumetrica do motor varia durante a sua operaçao  o que tambem interfere na pressao do coletor  pois quanto maior for a capacidade de ingestao do motor  menor sera a restriçao  e quanto menos restriçao para o fluxo  menor e a pressao medida  entao no caso dos superchargers pressao nao significa maior ganho em volume comprimido  na verdade quando estamos falando dos roots  a pressao excessiva e um mal  e deve ser evitado     mas nao sao so os roots que fazem a fama dos blowers  ha tambem os compressores de parafuso  estes sao muito parecidos com os roots externamente  mas as grandes diferenças estao dentro da carcaça  como o proprio nome ja indica  ha dois fusos  um macho e outro femea  substituindo os eixos lobulares  estes fusos nao sao simetricos e sua relaçao pode ser 3 para 5 ou 4 para 6     porem entre todas essas diferenças a mais significativa e o sentido de giro  enquanto os roots giram indo de encontro a carcaça para aprisionar o ar  nos lysholm os fusos vao de encontro um ao outro  assim o ar e aprisionado entre os fusos e as camaras reduzem de volume durante o seu giro  assim o ar e comprimido antes de chegar a descarga  por essa caracteristica os compressores de parafuso possuem folgas muito menores que os blowers  e tambem por conta destas estes transferem menos calor durante a compressao  ou seja  sao mais eficientes     quando a pressao deixa de ser uma boa referencia   quinta a noite  encontro de amigos num estacionamento e o assunto e sobrealimentaçao  nao importa qual o carro  motor  ou o que seja  relacionar cavalos a pressao e praticamente uma unanimidade  sim  nessa linha de pensamento  uma maior pressao de trabalho determina uma maior densidade do ar que esta sendo admitido  e com mais ar dentro dos cilindros  mais potencia pode ser gerada  mas no mundo real a coisa nao e simples assim  como ja explicamos aqui  a quantidade de calor adicionado ao fluxo de ar determina a eficiencia do compressor  quanto menos eficiente ele for  mais quente o ar vai sair  isso significa que ele sera menos denso  ou seja  o ar que teria densidade de 1 24 kg/m³ a 60°c passa a ter 1 16 kg/m³ a 91°c  isso significa perda de potencia  risco de pre detonaçao e dano ao motor     como os blowers inicialmente foram desenvolvidos para deslocar o ar sem restriçoes  sob condiçoes de pressao positiva eles sao pouco eficientes e podem elevar a temperatura do ar alem dos 180°c quando a razao de compressao ultrapassa 1 8  e alem do risco para o motor tambem podemos danificar o proprio supercharger  o calor transferido para a carcaça e rotores causa expansao que aumenta as folgas e consequentemente o desgaste de mancais  rolamentos  selos e engrenagens  o oleo da caixa de transmissao tende a se degradar mais rapidamente  os rotores podem se tocar com a expansao  e voce sabe que isso nao e nada bom     mas o que faz os chargers serem tao ineficientes  o principal vilao nesse caso e a geometria construtiva do blower  observem a imagem acima  ela mostra o momento em que o ar aprisionado a pressao atmosferica encontra o ar pressurizado do coletor de admissao  neste momento acontece uma reversao de fluxo  e o ar do coletor migra para dentro da carcaça fazendo as pressoes destes dois pontos se equalizarem  essa reversao extremamente rapida causa alta fricçao entre as moleculas de ar e fricçao sempre gera calor  entao quando maior o diferencial entre a admissao e a descarga  maior sera a velocidade reversao e maior sera a temperatura  mas essa mesma geometria  ruim  e responsavel por uma caracteristica que leva muitos a virar os olhinhos tendo orgasmos auditivos  como as notas emitidas pelos furos de uma flauta ao atravessar a carcaça o ar emite um silvo alguns dizem que parece o miado de um gato  ou o grito de uma rapoza  eu acho que parece o zumbido de mil vespas emputecidas por voce ter mexido em sua colmeia  nao sabe como e esse som  entao aumente o volume e ouça essa besta fritadora de pneus   [youtube id= w0hochaizu0  width= 620  height= 350 ]  para minimizar essa perda de eficiencia os fabricantes criaram diversos artificios que eu vou listar aqui    mudança dos eixos lobulares     os eixos inicialmente ganharam mais um lobulo passando para tres em cada eixo e estes foram torcidos em 60°  tornando o fluxo hibrido  axio radial   essas mudanças diminuiram o volume das camaras e a pulsaçao dor ar  tornando o fluxo menos turbulento     a segunda mudança da configuraçao dos eixos ocorreu em 2006  a eaton adicionou mais um lobulo a cada um dos seus eixos e os torceu mais um pouquinho  chegando aos cento e sessenta graus    portas de reversao     para tornar a transiçao entre as zonas de pressao ainda mais suave os fabricantes criaram pequenos furos oblongos denominados portas de reversao  durante o giro do eixo as camaras helicoides tem contato primeiramente com estas portas  entao a equalizaçao das pressoes acontece a partir delas  assim quando as camaras abrirem se efetivamente para a descarga o diferencial sera minimo  esse artificio tambem ajudou a reduzir o nivel de ruido emitido  bem como reduzir a potencia consumida pelo supercharger    admissao aerodinamica e descarga em v    partindo do mesmo principio de suavizaçao do fluxo  as analises computacionais mostraram que um formato aerodinamico que permitisse ao fluxo acompanhar o sentido de giro dos lobulos geraria menos turbulencia durante todo o deslocamento  para a descarga o perfil em v num angulo menor que o passo dos lobulos permite uma abertura gradual das camaras em relaçao a descarga  o que tambem suaviza a saida do ar   todas essas melhorias levaram os blowers a operarem com eficiencia acima de 70%     superchargers para as pistas   mesmo com as melhorias que vimos acima  as folgas dos rotores e carcaça permitem a passagem do ar para as zonas de baixa pressao  o que gera turbulencia  fricçao e tudo mais que ja falamos  os fabricantes passaram a aplicar camadas de proteçao ceramica nos rotores para diminuir ainda mais o gap entre as peças rotativas e estaticas  mas quando a brincadeira fica seria de verdade e os blowers sao usados em monstros como os top fuel e funny cars qualquer vazamento de pressao significa perda de cavalos     com pressoes de trabalho que chegam a 4 5 bar era necessario um meio de selar completamente as camaras  a soluçao veio com a aplicaçao de cordoes nas extremidades dos lobulos  inicialmente o material utilizado era o teflon  mas testes mostraram o nylatron como material mais apropriado para a vedaçao  mas como e feito o processo de aplicaçao dos cordoes   [youtube id= z5zttzy4ytw  width= 620  height= 350 ]  primeiro sao feitos tres sulcos em cada lobulo  entao os cordoes sao instalados com interferencia e ajustados de modo a terem uma pequena face de contato com os lobulos do outro eixo e tambem com a carcaça   [youtube id= vs2b_bejp3a  width= 620  height= 350 ]  assim os blowers conseguem chegar as pressoes desejadas  mas o desgaste desse tipo de selo e rapido  normalmente eles devem ser substituidos a cada duas provas  ou seja  de 4 a 8 puxadas  entao essa nao e uma soluçao muito viavel para as ruas  alem do mais  os superchargers encontrados atualmente no mercado atendem a contento a maioria dos projetos que voce pode querer     hora de fazer contas   beleza  ja vimos como os blowers funcionam  as caracteristicas construtivas e suas deficiencias  agora vamos escolher o melhor supercharger para cada projeto  descobrir qual a pressao de trabalho aproximada bem como o calculo reverso disso   a primeira informaçao que nos precisamos e o limite de rotaçao do supercharger  por exemplo  grande parte dos blowers fabricados pela eaton tem limite de rotaçao em 18 mil rpm para picos e 15 mil rpm para uma velocidade angular constante  a segunda informaçao que precisamos e o limite de rotaçao pretendido para o motor  e finalmente o tamanho da polia motora  a polia motora e aquela que vai fornecer movimento para a polia do charger  normalmente a polia do virabrequim e usada como polia motora de todos os acessorios do motor  mas se o seu projeto considerar que a correia do charger estara ligada a outro equipamento  a polia da bomba d’agua por exemplo   o diametro desta polia que deve ser considerado no calculo da polia motora   vamos supor que o limite de rotaçao do meu motor seja de 6500 rpm  que o limite do meu supercharger seja de 15500 rpm  e que a polia motora tenha 125 mm de diametro  entao vamos encontrar a razao para os limites de rotaçao     tendo a razao maxima entre polias  podemos calcular o tamanho da menor polia que pode ser usada com esse charger     agora ja sabemos qual e o limite minimo para o diametro da polia  mas com essa polia qual seria a pressao gerada no coletor  para obter esse dado nos precisamos das seguintes informaçoes iniciais  deslocamento do motor  valor de overlap do comando de valvulas e o deslocamento do charger a cada rotaçao  se voce esta em duvidas sobre o overlap e outras informaçoes do seu comando de valvulas de uma lida aqui     os fabricantes de superchargers normalmente informam os valores de deslocamento em suas folhas de dados  mas alguns modelos trazem nos codigos de identificaçao o seu volume deslocado  exemplo disso sao os eaton de quinta geraçao e os tvs  vejam so    m24 → 24 pol³ → 393 cm³  m45 → 45 pol³ → 737 cm³  m62 → 62 pol³ → 1016 cm³  m90 → 90 pol³ → 1475 cm³  m112 → 112 pol³ → 1835 cm³  r410 → 410 cm³  r900 → 900 cm³  r1050 → 1050 cm³  r1320 → 1320 cm³  r1650 → 1650 cm³  r 1900 → 1900 cm³  r2300 → 2300 cm³  o valor de cruzamento de valvulas e importante para que nos possamos saber a perda de pressao devido ao curto circuito da camara devido a depressao causada pela saida dos gases de escape somada a pressao positiva na admissao quando as valvulas abrem  de uma forma bem simples a cada 10° de cruzamento a perda de pressao e de aproximadamente 5%  ou seja  num motor que tem o comando com cruzamento de 25° a perda de pressao sera de 12 5%  entao teremos apenas 87 5% do valor de pressao encontrado inicialmente  para os calculos vamos considerar um motor de 1600 cm³ e um compressor de 737 cm³ de deslocamento  e para demonstraçao os valores de eficiencia volumetrica de ambos serao considerados ideais  entao     ok agora vamos checar o mapa de eficiencia do compressor para sabermos em que faixa do mapa essa pressao de descarga se localiza     podemos observar que essa pressao de trabalho esta no limite superior do mapa onde a eficiencia e de 55%  digamos que esse projeto seja para uso diario em area urbana  portanto mais civil  e nosso interesse seja operar na faixa dos 60% nos regimes mais baixos e medianos do motor  assim teriamos uma temperatura menor de descarga  entao a nossa faixa de trabalho estaria proxima de 1 7 para a razao de compressao  o que nos da uma pressao de descarga aproximada de 0 75 kgf/cm²  mas como determinar a razao entre as polias  e consequentemente o tamanho  para que o blower opere nesta faixa de pressao  usaremos basicamente os mesmos dados da formula anterior  porem alterando a ordenaçao  vejam so     o calculo de temperatura de na descarga baseado no mapa de eficiencia voce pode conferir no post anterior dessa serie  voce dever verificar todas as variaçoes de eficiencia dentro da faixa de trabalho para poder calcular as temperaturas de descarga     compressores centrifugos   alem dos roots e dos lysholm existe outro tipo de supercharger bastante empregado  o centrifugo  este tipo de charger  como o proprio nome ja indica  utiliza um compressor centrifugo semelhante aos encontrados nos turbocompressores  ele estaria num meio termo entre os blowers  devido a sua linearidade  e os turbos pela sua eficiencia de compressao  a sua configuraçao normalmente conta com uma polia que move o eixo principal  este eixo possui uma engrenagem que move outra menor que esta ligada ao rotor     por conta dessa configuraçao os centrifugos normalmente operam com velocidades angulares mais baixas  se comparados aos turbos  pois a relaçao de multiplicaçao deles dificilmente ultrapassa razoes de 1 3 6  essa relaçao de engrenagens somada a encontrada entre as polias fica na casa de 1 5  isso significa que para deslocar volumes significativos de ar estes compressores necessitam de grandes rotores     porem um fabricante passou a usar um conjunto de planetarias para aumentar a relaçao de seus compressores  essa configuraçao pode criar relaçoes entre 1 7 5 a 1 12 5  isso significa velocidades angulares entre 90 e 240 mil rpm  com isso os compressores tem dimensoes muito menores que as normalmente encontradas  alem de otimos valores para a eficiencia de compressao em uma ampla faixa     escolhendo um compressor centrifugo   o modo de operaçao desse compressor e semelhante ao dos outros superchargers  por isso cada modelo de compressor possui uma faixa de vazao massica em que ele pode trabalhar  mas por usar um compressor do mesmo tipo que encontramos num turbo  seus calculos nao sao simples como vimos la em cima  nesse post eu vou fazer os calculos sem muito detalhamento  pois toda a explicaçao sobre cada passo voce pode encontrar aqui     vamos considerar um motor de 1597 cm³ com eficiencia volumetrica de 0 85  queremos alcançar os 250 poneis malditos  183 87 kw  a 6000 rpm  vamos usar o etanol como combustivel  entao em condiçoes otimas     com a vazao massica podemos verificar qual modelo de supercharger que melhor atende a nossa necessidade  devemos lembrar que quanto mais a esquerda da linha central estiver o valor de vazao  maior sera o risco de ocorrencia do surge  ja se o valor estiver na extrema direita  nos aproximamos do risco de estrangulamento e dano por sobrevelocidade  entao o ideal e que o ponto esteja a direita da linha central  porem nao alem de 75% da capacidade maxima de vazao do compressor  agora vamos determinar a pressao de descarga e a razao de compressao para podermos chegar ao ponto de operaçao maximo       assim podemos plotar no mapa o ponto operacional maximo e entao verificar a velocidade angular do compressor  caso o valor esteja entre duas linhas de velocidade o valor desta pode ser calculado por interpolaçao     podemos verificar que o rotor esta girando a aproximadamente 135 mil       rpm  este supercharger tem uma relaçao de multiplicaçao interna de 1 12 67  entao dividindo a velocidade do rotor  velocidade de saida  pela relaçao  temos uma velocidade de entrada de 10655 rpm  dai fazemos o calculo de relaçao entre polias  se temos uma polia motora que gira a 6000 rpm  entao     com essa relaçao em maos e sabendo que a polia motora tem 130 mm de diametro  precisaremos de uma polia movida de     assim encontramos o diametro da polia que deve ser instalada no supercharger para alcançarmos a necessaria     mas se o uso desse compressor nao for para as ruas  mas sim para o automobilismo  onde respostas mais agressivas sejam necessarias  segredo esta em usar um compressor de maior capacidade que aquela ideal para o deslocamento do motor  e entao fazer o controle da pressao no coletor de admissao atraves de uma valvula wastegate  assim quando o set de pressao for alcançado a valvula fara o controle de fluxo  desviando o excesso de ar de volta para a admissao do compressor  com esta configuraçao a taxa de potencia por rotaçao sera maior que numa configuraçao usual  alem disso podemos usar um boost control da mesma forma que fazemos com os turbos  criando degraus de pressao e consequentemente de potencia     na foto acima podemos observar a configuraçao que acabamos de falar  a wastegate esta instalada junto da blow off  este motor e um honda k24 usado em um crx que participa do world time attack challenge  ele opera com 240 hp nas marchas mais baixas para um melhor controle e traçao  ja nas marchas mais altas a ecu controla uma solenoide de 3 vias que eleva o set de pressao para 18 psi  1 24 kgf/cm²  liberando 480 hp     as inovaçoes   os fabricantes estao investindo em superchargers hibridos  com motores eletricos que podem levar o rotor a 130 mil rpm sem que a polia principal seja acionada  alem disso ha um controle da relaçao entre polias que permite infinitas razoes  assim o charger podera sempre operar em seu ponto otimo  ou em um set determinado pelo usuario  mas esta tecnologia ainda esta em desenvolvimento para modelos de maior porte     o que vem por ai   depois de vermos os meios mais quentes de sobrealimentaçao  que tal aprendermos a esfriar as coisas para tudo ficar legal   vamos falar sobre intercooler  injeçao de agua e metanol e outros metodos de resfriamento do ar admitido   ate a proxima