Introdução de mangueiras de intercooler em turbocompressores? | PASSIONHOSE

Introdução ao turbocompressor

O sistema de intercooler de admissão e saída de ar de um motor de carro com turbocompressor é geralmente composto por filtros de ar, turbocompressores, intercoolers, tubos de conexão e outros componentes.

A tubulação de distribuição de ar deve ser conectada com um tubo de borracha e um tubo de aço, ou com um tubo de borracha e um tubo de sopro, ou ainda com um tubo de sopro corrugado. Graças à boa flexibilidade e à capacidade de amortecimento de vibrações proporcionadas pela borracha ou pelo tubo de sopro corrugado, o projeto e a montagem da tubulação podem ser facilitados, e a capacidade do sistema de distribuição de ar de absorver vibrações pode ser significativamente melhorada.

Após o ar fresco ser filtrado pelo filtro de ar e pressurizado pelo turbocompressor, o gás combustível terá sua temperatura elevada consideravelmente pela compressão, geralmente atingindo entre 150°C e 200°C. No entanto, em motores com altas taxas de sobrealimentação, a temperatura do gás pode ultrapassar os 200°C ou mesmo chegar a 275°C ou mais.

O fluido gasoso é resfriado pelo intercooler e sua temperatura cai para menos de 60 °C, aumentando assim a densidade do ar fresco. Isso permite que o motor aspire mais ar e injete mais combustível, promovendo uma combustão mais completa, reduzindo o consumo de combustível e as emissões, e melhorando a potência do motor.

Ideias para o projeto e seleção de materiais das mangueiras do intercooler

1. A mangueira de admissão de ar do intercooler deve operar em temperaturas de 150 °C a 275 °C. O material deve apresentar excelentes propriedades de resistência a altas e baixas temperaturas, além de boa resistência a óleos e intempéries. Entre os tipos de borracha mais utilizados, os mais comuns são borracha natural, borracha de estireno-butadieno, borracha nitrílica, borracha EPDM, borracha clorobutílica, borracha de silicone, borracha acrilato, borracha de fluorosilicone e borracha fluorada.

2. A borracha EPDM e a borracha butílica clorada são mais adequadas para uso prolongado a 120 °C e para uso por curtos períodos a 150 °C, sob as condições de resistência térmica e envelhecimento exigido pelo produto. Portanto, não são adequadas para a mangueira de admissão de ar do intercooler. Já a borracha de silicone, a borracha acrílica, a borracha de fluorosilicone e a borracha fluorada possuem resistência a altas temperaturas de 150 °C ou mais, podendo ser utilizadas como mangueira de admissão de ar do intercooler.

3. Dentre os materiais com excelente resistência a altas temperaturas, como borracha de silicone, borracha acrílica, borracha de fluorosilicone e borracha fluorada, a borracha de silicone é o único que não apresenta boa resistência a óleos. No entanto, a borracha de silicone é a mais barata entre esses quatro materiais, sendo que a borracha acrílica custa cerca de 2, 17 e 6 vezes menos que a borracha de fluorosilicone, respectivamente. Portanto, em sistemas fechados de separação de óleo e gases, como a mangueira de admissão do intercooler, a escolha da borracha de fluorosilicone ou da borracha fluorada não oferece a vantagem do custo, enquanto a borracha acrílica, com sua resistência a altas temperaturas de apenas cerca de 175 °C, pode ser utilizada em motores com menor volume de escape.

4. A modificação do material polimérico e o design diferencial estruturado são uma maneira muito eficaz. Silicone de alta temperatura e baixo custo, juntamente com borracha de fluorosilicone com excelente resistência a óleo, são utilizados na modificação por mistura, ou seja, a mangueira é revestida com uma camada de borracha resistente a óleo, enquanto as demais partes são de silicone com "fluoreto por fora do silicone", atendendo assim aos requisitos do motor e, ao mesmo tempo, reduzindo o custo.

O polímero de fluorosilicone (FVMQ ou FPM/VMQ ou resina fluorada misturada com silicone, etc.) possui não apenas o excelente desempenho de resistência a altas e baixas temperaturas e o desempenho geral da borracha de silicone (VMQ), mas também a melhor resistência a óleo da borracha acrílica (AEM). Ele resolve o problema da baixa resistência a óleo das mangueiras de silicone tradicionais e da baixa resistência a altas e baixas temperaturas das mangueiras de AEM e ACM, além de atender à nova estrutura de produtos poliméricos com condições de uso cada vez mais severas, como as mangueiras de conexão de ar de entrada e saída do intercooler em automóveis.