TurboNews 02/2005
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TurboNews 02/2005
TurboNews Revista para os Amigos e Clientes da BorgWarner Turbosystems 2/05 100 Anos do Turboalimentador A história e as previsões de uma tecnologia revolucionária p.14 p.18 O Focus ganha nova vida Performance de caminhão leve Ford Focus ST agora disponível com motor turboalimentado mais potente Os novos caminhões da International com duplo estágio regulado Conteúdo Editorial Comentário 3 Abrindo caminho para o progresso Ulli Fröhn, Vice-presidente de Vendas & Marketing, sobre o potencial futuro do turboalimentador Tópico de Capa 4 O eterno turboalimentador A turboalimentação comemora 100 anos Caros leitores, Há 100 anos, o engenheiro suíço Alfred Büchi desenvolveu a idéia de um compressor de turbina, sem perceber que estava Mercados & Consumidores criando a base para incríveis melhorias no desempenho eficiência dos motores a combustão. O que é fascinante na idéia de Büchi 14 Novo Ford Focus ST com motor mais potente e turboalimentador BorgWarner 18 International dá início à produção de veículos comerciais leves com sistema de duplo estágio R2S™ 20 O novo Golf GT com o primeiro motor com “twin-charger” FSI está pronto é que mesmo hoje, depois de um século de progresso tecnológico, ela ainda apresenta potencial para grandes inovações no desenvolvimento de motores. Bons exemplos incluem o primeiro motor a injeção direta TSI com alimentação dupla do novo Golf GT e o sistema de duplo estágio regulado R2S™, que faz com que os motoristas dos novos caminhões CF da International se sintam como se estivessem dirigindo um utilitário esportivo. Estas duas aplicações são mostradas nesta edição da TurboNews. Esta edição mostra uma interessante visão sobre a história do Innovations 16 Moldando o futuro: O Engine Systems Group da BorgWarner turboalimentador. E faz uma homenagem especial a Büchi, cuja idéia abriu o caminho para o imenso sucesso da BorgWarner Turbo Systems. A engenhosidade de Büchi se mantêm viva nos engenheiros e funcionários da BorgWarner, que abrem novos caminhos no Grupo para transformar conceitos e idéias progressistas em realidade. O Engine Systems Group, vencedor do prêmio “Best Practice 2005” DIN ou o curso de treinamento REFA em Kirchheim- Eventos 17 Apresentações BorgWarner no congresso SAE 2005 no Brasil 23 A BorgWarner convida os clientes para um workshop sobre novas tecnologias bolanden são somente três dos muitos exemplos de como esta especialista em turboalimentação está marcando o terreno para benefício dos clientes. Internas Turbo Systems Esperamos que você se divirta lendo! 22 A Turbo Systems ganha o prêmio “Best Practice” DIN 2005 24 A Turbo Systems começa os treinamentos REFA em Kichheimbolanden A equipe editorial 2 Comentário p. 4 O TURBOALIMENTADOR COMEMORA SEU 100° ANIVERSÁRIO – E AINDA TEM GRANDE POTENCIAL PARA O FUTURO A saga continua 100 Anos do Turboalimentador p.14 Dia 16 de novembro de 2005 foi muito motores a gasolina. Em especial a combina- especial para a indústria automotiva. Foi ção entre injeção direta a gasolina e turbo- exatamente neste dia, há cem anos, que alimentação, que oferece grande potencial. o inventor suíço Alfred Büchi recebeu a Ao contrário de períodos anteriores de patente por seu turboalimentador. Quem sucesso dos motores a gasolina, conseguir poderia imaginar os triunfos que esta tec- maior potência já não é mais o principal nologia viveria, principalmente nas últimas objetivo. O objetivo hoje é muito mais com- duas décadas? binar performance com baixo consumo de combustível. E grande progresso foi feito p.18 Depois que a turboalimentação se estabe- neste campo nos últimos anos, dando uma leceu em veículos comerciais, a verdadeira idéia do que está por vir. As aplicações revolução em motores a diesel com turbo- com a chamada tecnologia 1050°C já estão alimentação para carros de passageiros em uso, por exemplo. E o VW Golf GT ocorreu em 1981, com o lançamento do Golf com motor 1.4 TSI que foi apresentado Turbodiesel da Volkswagen. Hoje, quase nesta edição, claramente mostra o poten- 50 % de todos os novos carros registrados cial de diminuição de tamanho. Um desta- na Europa são veículos a diesel com turbo- que absoluto para motores a gasolina em alimentação. E o motor a diesel também 2005 foi certamente o anúncio do novo tem papel importante em outras regiões Porsche 911 Turbo, que utilizará a tecno- do mundo, como a Índia e a Coréia, como logia dos turbos de geometria variável da opção moderna, econômica e limpa. Com BorgWarner. o aumento do preço dos combustíveis, o interesse em sistemas altamente eficien- Assim, mesmo depois de 100 anos, o futuro tes cresceu significativamente, mesmo no ainda é excitante para a tecnologia da Japão e nos EUA. Junto a conceitos híbri- turboalimentação. E as inovações parecem dos, o motor a diesel está se tornando chegar cada vez mais rápido. uma alternativa popular. Quase 100 % de todos os motores a diesel p. 20 produzidos hoje utilizam turboalimentação. E os sistemas de aceleração atingiram um nível técnico extremamente alto. Os turboalimentadores com geometria variável estão disponíveis de forma padrão em muitos segmentos e os primeiros motores com turboalimentação de duplo estágio regulado já estão no mercado. Depois do domínio sobre o mercado de diesel, os responsáveis pelo desenvolvimento de motores estão voltando sua Ulli Fröhn, vice-presidente de Vendas & Marketing da BorgWarner Turbo Systems atenção para os turboalimentadores para 3 10 0 Anos do Turboali O Eterno Tu alimentado 4 mentador urboor 100 ANOS DE HISTÓRIA Seja um moderno sedã, uma máquina agrícola, um luxuoso iate ou um caminhão: é impossível imaginar o moderno motor a combustão sem o turboalimentador. E do começo até os desenvolvimentos mais modernos como a turbina de geometria variável ou com duplo estágio regulado, o turboalimentador seguiu um caminho atribulado para chegar aqui hoje. A TurboNews convida você para uma emocionante viagem pelos 100 anos da história do turboalimentador. 5 10 0 Anos do Turboali Como tudo começou … O inventor: Alfred Büchi A maioria de vocês nunca deve ter ouvido falar em Alfred Büchi. No entanto, esse engenheiro suíço era um visionário. Em 1905, ele desenvolveu uma idéia para “um motor de combustão interna, composto por um compressor (pá de hélice), um pistão e uma turbina de extração”. Infelizmente, ele não tinha os materiais para transformar seu sonho em realidade – portanto, desenvolveu todo o conceito no papel. O conceito era claramente possível e em 16 de novembro de 1905, Alfred Büchi recebeu a patente do império alemão por sua invenção, sob número 204630. Nascia o turboalimentador. A idéia de Büchi era baseada em uma simples observação dos motores a combustão. Ele percebeu que estes motores aparentemente desperdiçavam dois terços de sua potência através dos gases de resfriamento e exaustão. Somente um terço era realmente utilizado para gerar energia. A idéia de Büchi era fazer com que o sistema fosse mais econômico – afinal, ele era suíço. Queria aproveitar a temperatura e a energia cinética dos gases de exaustão para aumentar o desempenho do motor. O conceito era colocar uma roda de turbina na tubulação de gás de escape. Esta turbina estaria ligada a um eixo que transferiria Fotografia A. Büchi: ETH-Bibliothek Spezialsammlungen, Bildarchiv, Zürich O pioneiro Turbo K03 no Audi TT e o 100.000° turbo da Schwitzer – testemunhas do desenvolvimento impressionante energia a uma hélice, para aumentar a pressão e o volume de ar que passavam pelos cilindros. Este princípio de turboalimentação permanece basicamente o mesmo hoje em dia, embora avanços técnicos e novos materiais tenham criado oportunidades que pareciam impossíveis há 100 anos. A turbina de geometria variável, onde as aletas são ajustadas eletricamente e materiais de tecnologia de ponta que permitem temperaturas de até 1050°C, são inovações que mesmo um homem tão visionário como Büchi jamais teriam sonhado. mentador 1905 Turbos nas ondas do mar Alfred Büchi quase realizou seu sonho pela primeira vez 10 anos depois. Em 1915, quando o engenheiro trabalhava na “Sulzer” em Winterthur há seis anos, construiu o primeiro protótipo de um motor a diesel com turboalimentador – para um navio. Os motores de navio eram normalmente bastante robustos e operados em velocidade baixa e constante – condições perfeitas para aumentar a pressão com a turboalimentação. Na realidade, os turboalimentadores entraram na produção em série primeiro para navios. E quando o ministério dos transportes alemão encomendou os navios de passageiros Danzig e Preußen em 1923, o turboalimentador ganhou força. Ambas as embarcações tinham motores a diesel de dez cilindros, cujo desempenho foi melhorado de 1750 hp para impressionantes 2500 hp usando turboalimentadores. aumentar o desempenho e cuidar de um problema fundamental que os aviões apresentavam até aquele momento. O problema era que, quanto mais alto voassem, pior era o desempenho dos pistões que os impulsionavam. A turboalimentação oferecia uma solução, pois era possível estabilizar o desempenho através da variação da pressão. Isso permitiu que os aviões voassem mais alto, oferecendo duas vantagens importantes. Primeiro, quanto maiores as altitudes, menor a resistência do ar, o que significa que os aviões precisavam de menos energia. Em segundo, as turbinas de exaustão de gás funcionavam mais eficientemente na pressão mais baixa destas altitudes. Isso foi demonstrado em 1918 pelo Dr. Stanford Moss da General Electric, que testou um motor de avião com turboalimentador a 14.000 pés no topo de Pikes Peak no Colorado, EUA. Nesta altitude, a potência do motor aumentou de 221 para 356 hp. O engenheiro suíço Alfred Büchi recebe a patente sobre um “motor de combustão interna, composto por um compressor (pá de hélice), um pistão e uma turbina de extração”: Nasce o turboalimentador. 1914 O primeiro farol de trânsito começa a operar em Cleveland, EUA. 1918 Louis Schwitzer funda a Schwitzer Company em Indianapolis, EUA. Além das nuvens Em 1917, a turboalimentação encontrou um novo uso, a aviação. Este seria um importante fator no desenvolvimento que ocorreria nos anos que se seguiram à Primeira Guerra Mundial. O francês Auguste Rateau já havia equipado um avião com um turboalimentador um ano antes da guerra. Seu objetivo era Louis Schwitzer Dr. Stanford Moss testou um motor de aeronave com turboalimentador no ano de 1918 em Pikes Peak no Colorado 1921 Albert Einstein recebe o prêmio Nobel de física. 1928 É fundada a BorgWarner Corporation. A Schwitzer cria o primeiro turboalimentador. Auguste Rateau equipou um avião com um turboalimentador em 1913 O navio de passageiros “Preußen” em 1923, com dois motores a diesel de dez litros 7 10 0 Anos do Turboali Estande da KK&K em 1961 Caminhão MTU de 1979 Louis Schwitzer O famoso Caterpillar torna-se o padrão do mercado – não só em canteiros de obras, mas em caixas de areia no mundo todo! Schwitzer e KK&K entram em ação A aviação também oferecia o campo mais produtivo para a turboalimentação nos anos que seguiram a guerra. Fossem as grandes altitudes, o consumo mais baixo ou o desempenho melhorado, a turboalimentação teve grande impacto e ainda permitiu a primeira travessia do Atlântico sem paradas com uma aeronave tripulada. A aeronave de passageiros mais importante da época, o Super Constellation da Lockheed, era equipado com um motor cujo desempenho 8 já impressionante de 2.700 hp subiu para 3.300 hp com turboalimentadores. No campo automotivo, o desenvolvimento estava inicialmente limitado a veículos comerciais. Em 1938, a empresa suíça Saurer introduziu no mercado o primeiro motor com turboalimentador para veículos comerciais. Os motores com turboalimentação para estes veículos evoluíram e ganharam significado importante no final da década de 80, quando legis- lações rigorosas sobre emissão de gases entraram em vigor. Hoje, praticamente todos os motores de veículos comerciais têm turboalimentação. Mas voltemos para 1952. Nesta época, a empresa Kühnle, Kopp und Kausch (KK&K) começou a desenvolver e fabricar turboalimentadores. E nos EUA, a Schwitzer estava no processo de equipar o primeiro carro de corrida a diesel com turboalimentador em Indianapolis. mentador 1940 Introdução da caixa de câmbio automática. 1952 A empresa “Kühnle, Kopp und Kausch” (criada em 1899) começa a desenvolver e fabricar turboalimentadores. O primeiro turboalimentador da Schwitzer é implantado em um Cummins Diesel Racer. Oldsmobile F85 Fotografia: Velocity Auto Journal 1954 A Schwitzer produz o primeiro turboalimentador para a Caterpillar. Chevrolet Corvair Monza Turbo Fotografia: Technikmuseum Sinsheim 1960 Começa a produção de turboalimentadores em Kirchheimbolanden. O motor com turboalimentador no Chevrolet Corvair Monza Turbo Naquele ponto, ninguém poderia saber que 50 anos depois estas duas empresas formariam juntas a BorgWarner Turbo Systems. Mesmo então, os turboalimentadores para veículos comerciais já estavam sendo produzidos em grande escala e desde 1954 a Schwitzer também produzia turbos para a fabricante de veículos comerciais Caterpillar. Em 1955, o D 9 da Caterpillar foi o primeiro veículo a diesel com turbo a entrar em produção em série nos Estados Unidos. No entanto, somente nos anos 60 a turboalimentação passou a ter um papel mais significativo na indústria automotiva, depois de várias tentativas fracas- sadas de integrar a tecnologia para carros de passeio no início dos anos 50. A principal razão para o fracasso sempre foi a demora na resposta que não conseguia ser superada. Ainda assim, em 1962/1963, apesar dos problemas, a General Motors lançou dois veículos com motores turboalimentados nos EUA. O Oldsmobile F85 e o Chevrolet Corvair Monza Turbo. Era bastante complicado cuidar do Oldsmobile: o complexo sistema de seu motor Jetfire, com mais de 50 mangueiras e canos no sistema de óleo e refrigeração, fazia com que fosse fácil de quebrar. Ele deixou de ser produzido em 1964, embora o Chevrolet tenha resistido por mais dois anos. 1962 Cooperação entre os fabricantes de turboalimentadores Schwitzer, AG Kühnle, Kopp & Kausch e Holset (Reino Unido). 1969 Em 20 de julho, Neil Armstrong é o primeiro homem a andar na lua. 9 10 0 Anos do Turboali Um veículo de testes VW com motor turboalimentado aparece na televisão alemã em 1980 Motor de corrida BMW Fórmula 1: 1,350 hp impressiona até mesmo os maiores fãs de corridas Motor de corrida da Renault de 1981 com turboalimentador K26: Mais de 1,000 hp de impressionante desempenho 10 mentador 1984 Os primeiros veículos com freios ABS são lançados no mercado. A Bosch foi a primeira empresa a oferecer o sistema ABS para veículos automotivos em 1982. Pura potência com turboalimentador Nos anos seguintes, o interesse na turboalimentação para carros de passeio continuou pequeno, embora tenha se voltado para o uso em corridas. Foi a primeira vez em que motores europeus estavam aptos a competir e até vencer seus similares americanos. No final dos anos 60, a BMW foi a primeira empresa a utilizar motores com turboalimentação em carros de corrida. Em 1973, a Porsche usou um motor turboalimentado no modelo de corrida 917/30 para gerar mais de 1.100 hp. Este veículo acabou com a competição e até fez com que as corridas nos EUA tivessem de mudar as regras! dirigiu o carro de Fórmula 1 mais potente de todos os tempos em 1986. Depois ele disse que o Benetton-BMW, que gerava 1.350 hp, “era tão potente, que era quase impossível dirigi-lo”. Em 1989, os turbos complexos da Fórmula 1 foram proibidos e o motor aspirado voltou à cena. 1999 A BorgWarner assume a Schwitzer. A 3K Warner Turbo Systems e a Schwitzer se unem dando início à BorgWarner Turbo Systems. A BMW e a Porsche introduziram carros turboalimentados – em produção em 1974. A BMW fez o Turbo 2002, e a Porsche, o Turbo 911. Isso foi uma surpresa, pois o mercado sofria com a crise do petróleo. Seu consumo mais alto em uma época difícil teve um 2000 A BorgWarner Turbo Systems muda sua sede para Kirchheimbolanden. Brasão de Kirchheimbolanden Lançamento no mercado do menor turboalimentador para carros de passeio com motor a diesel: O KP31. Lenda entre os carros de corrida da década de 70: O Porsche 917 Na Europa, a Renault introduziu os motores com turboalimentação para carros de Fórmula 1 em 1977 e sua primeira vitória veio dois anos depois em 1979. A tecnologia, com a qual conseguiam gerar mais de 1.000 hp com o pequeno motor de 4 cilindros de 1,5 litros nos treinamentos, logo se estabeleceu entre os demais fabricantes. A partir de 1983, os motores turboalimentados dominaram a cena. No entanto, as velocidades máximas não subiram tanto quanto sugeria a potência, que subiu duas a três vezes. Como os tanques de combustível tinham tamanho limitado, as equipes buscavam manter o consumo o mais baixo possível. Os limitadores de pressão foram introduzidos para aprimorar o desempenho máximo. O austríaco Gerhard Berger impacto nas vendas. Na realidade, a BMW produziu somente 1672 veículos desse modelo ao todo. No entanto, o Porsche Turbo 911 sempre foi voltado a um público mais exclusivo, buscando ser um carro esportivo para as ruas. O 911 deslanchou e o nome hoje é uma lenda, fundamentando a imagem da Porsche como fabricante de carros esportivos de luxo. BMW Turbo 2002 de 1974 Início da produção de turboalimentadores para veículos de passeio com geometria variável. 2000 O biólogo americano Craig Venter faz o incrível anúncio de que sua empresa decodificou 99 % do genoma humano. Avanços médicos pioneiros são previstos a partir do conhecimento do genoma com seus mais de 100.000 genes. Porsche Turbo 911 de 1981 Desenho: www.porsche917.com 11 10 0 Anos do Turboali Campeão nas quatro Seis anos depois da crise do petróleo, as coisas estavam um pouco melhores para os fabricantes da indústria automotiva. Em março de 1980, a Audi apresentou o “quattro” no Geneva Motor Show. Era o primeiro carro de produção em massa a utilizar direção nas quatro rodas permanentemente e era equipado com um motor de cinco cilindros monobloco usando turboalimentador. Fazia 0 -100 em apenas 7 segundos e chegava à velocidade máxi- Uma verdadeira lenda, principalmente pelo sucesso nas pistas de rally: O Audi Quattro ma de 222 km/h. Embora a imprensa especializada tenha recebido o Audi quattro com grande alarde, somente 11452 unidades foram feitas durante sua vida de dez anos, graças ao alto preço de compra. Mas foi nas pistas que o Audi quattro mostrou todo seu potencial. Enquanto os carros da concorrência ainda usavam a direção em duas rodas, a Audi seguia com sua tecnologia de direção nas quatro rodas – vencendo dois campeonatos de projetistas e pilotos de 1981 a 1985. Os turboalimentadores tomam as ruas O avanço triunfal da tecnologia de turboalimentação para veículos de passeio teve início na Europa em 1982 com o Golf Turbodiesel. Os motores a diesel foram anteriormente tidos como lentos e pesados e mais adequados para veículos comerciais, ainda assim o Golf surgiu no horizonte dos poderosos motores a diesel em carros pequenos. Mais e mais invenções novas ajudaram a aperfeiçoar os motores, permitindo que carros a diesel combinassem o desempenho esportivo com a virtude tradicional do baixo consumo. Marcos importantes incluem o turbo no motor a diesel com injeção direta, a turbina de geometria variável e mais recentemente a combinação entre turboalimentação e superalimentação nos sistemas de injeção direta a gasolina. Quase todos os motores a diesel vendidos na Europa hoje são equipados com um turboalimentador. E os projetistas de motor a gasolina tam- bém se concentram cada vez mais na turboalimentação. Tendo em vista os crescentes preços dos combustíveis, as idéias de desempenho melhorado há tempos cederam espaço ao desejo de consumo reduzido. A redução das emissões é outro objetivo importante dos projetistas de motores e turboalimentadores. Em 2004, aproximadamente 62 % de todos os veículos de passeio novos na Europa Ocidental eram equipados com um turboalimentador. Esse é o mais alto nível no mundo. A tendência parece ser em busca de motores com turboalimentador que ofereçam o mesmo desempenho que seus similares maiores, mas com menos peso e consumo reduzido. Nos EUA, os motores a diesel começaram a surgir em veículos de passeio somente nos anos 70. Os EUA sofreram muito com a crise do petróleo em 1971, o que causou um aumento na demanda por veículos a diesel, que eram mais baratos e econômicos. Com o fim da crise do petróleo, no entanto, os motoristas americanos voltaram aos motores a gasolina. A compressão mais alta na combustão do diesel fazia com que os blocos e os eixos se desgastassem prematuramente. Os consumidores também buscavam motores potentes, uma área onde os motores a diesel eram deficientes. Mas voltemos aos dias de hoje. Com a diminuição dos recursos mundiais de petróleo e o aumento no preço dos combustíveis que advém disso, fez com que os veículos a diesel mais uma vez ganhassem popularidade. E os modernos motores a diesel há tempos perderam a imagem de serem pouco potentes, barulhentos e com muita fumaça. A história é bem diferente no Japão. Os motores a diesel com turboalimentação Emoção versus Eficiência Uma comparação um tanto injusta entre o carro dos sonhos o Cadillac Eldorado de Ville e o novíssimo Golf TSI. 12 Cadillac Eldorado de Ville Construído em: Comprimento: Capacidade cúbica: Potência: Velocidade máxima: Consumo médio: 1960 6 metros 8.2 litros / 8 cilindros 340 hp 115 hp 3,38 km/l VW Golf GT 1.4 TSI 2005 4.2 metros 1.4 litros / 4 cilindros 170 hp 135 hp 12,7 km/l mentador 2002 estão em uso desde os anos 60, originalmente tendo sido introduzidos para reduzir o consumo e melhorar o desempenho de veículos comerciais. No entanto, a potência mais alta oferecida pelos motores a gasolina com turboalimentação em veículos de passeio sempre foi vista de forma crítica, com muitos acreditando que isso incentiva as pessoas a dirigir rápido demais. Essa foi uma das razões porque os motores a gasolina turboalimentados tiveram pouca aceitação nos anos 70. Tudo isso mudou no início dos anos 80 com a introdução do Nissan Cedric – o primeiro carro japonês com turboalimentação. Os turbos tornaram-se mais populares graças ao consumo menor. Em 1981, a Honda apresentou a CX500T, a primeira motocicleta com turboalimentação do mundo. E no mesmo ano, a Hitachi produziu o primeiro motor Wankel. Ele foi desenvolvido pela Mazda que comemorou seu lançamento no Mazda Cosmo RE Turbo. Com o lançamento do Mark II (na Europa, Supra) em 1985, a Toyota lançou o primeiro veículo com motor bi-turbo no mercado. Os chamados minicars sempre tiveram grande participação de mercado no Japão, graças a um imposto de estrada baseado no tamanho e peso dos carros. Estes minicars não devem medir mais de 3,395 metros e 1,475 metros de largura. Geralmente usam pequenos motores a gasolina turboalimentados, com deslocamento volumétrico de 0,66 litros. O motor a diesel também teve aceitação difícil nos veículos de passeio, no início. A falta de legislação apropriada por parte do governo e a demora em introduzir catalisadores, levaram a uma situação onde o Japão sofria com a poluição do ar, que era principalmente atribuída aos motores a diesel. Tudo isso fez com que as autoridades de Tóquio lançassem uma campanha “diga não aos veículos a diesel” no ano 2000. Embora o governo japonês inicialmente introduzisse somente algumas poucas medidas úteis para a redução de emissões, o país hoje tem as regras mais rígidas, tanto para motores a diesel, quanto a gasolina. Estas devem entrar em vigor a partir de 2010. Os fabricantes japoneses atualmente trabalham em muitas idéias para minimizar o consumo e as emissões. Junto aos motores a diesel e bio-diesel, as tecnologias híbridas estão entre as soluções mais populares. Início da produção em série dos turboalimentadores VTG. Honda CX500T, a primeira motocicleta com motor turboalimentado 2004 Mazda RE Apresentação do primeiro motor a diesel para carros de passeio com turboalimentação em dois estágios regulados 2005 Um carro de rally Toyota Supra A BorgWarner fornece o turboalimentador para o primeiro motor FSI “twin-charged” do mundo E esse foi só o começo... 100 anos de turboalimentador – e os especialistas ainda prevêem grandes economias no consumo de até 10% de um modelo para o seguinte. O boom da tecnologia turbo parece estar longe de acabar e a demanda mundial por turboalimentadores mais do que triplicou nos últimos 10 anos. O grande aumento no seu uso em veículos de passeio a diesel, foi claramente o fator principal por trás disso e os especialistas prevêem que esta tendência seguirá além das fronteiras européias. Mas não devemos esquecer o potencial futuro dos motores a gasolina com turboalimentação. Muitos fabricantes e consumidores começam a perceber as vantagens destes conceitos. Podemos resumir isso de forma simples: no futuro, os únicos motores bons serão aqueles com turboalimentação. Alfred Büchi, que fez com que tudo isso fosse possível, faleceu em 1959 e nunca viu o sucesso de sua idéia na indústria automotiva. Ainda assim, a força e engenhosidade por trás de sua idéia original, permanecem tão fortes hoje quanto sempre foram. 13 Mercados & Consumid NOVO FORD FOCUS ST COM MOTOR MAIS POTENTE E TURBOALIMENTADOR BORGWARNER O Focus ganha nova celeração de 0 -100 em 8 segundos e velocidade máxima de 200 km/h era privilégio dos carros esportivos. Não mais. Hoje, qualquer pessoa com orçamento modesto que procure um carro compacto familiar também pode viver a emoção de um verdadeiro carro esportivo. A Lançado em novembro, o novo Ford Focus ST oferece o equilíbrio perfeito entre praticidade e performance. Usando o mesmo motor 2.5 litros com 5 cilindros disponível no Volvo S40/V50 desde o final de 2003, que oferece uma performance animadora, o Focus ST torna-se concorrente direto do Golf GTI e do Opel Astra OPC – que também contam com a tecnologia BorgWarner de motores a gasolina com turboalimentador. 14 Como o Volvo S40, o top da linha Focus é baseado na chamada plataforma P1. Isso permitiu que a Ford oferecesse excelente performance integrada, sem a necessidade de fazer qualquer alteração drástica no motor ou no turboalimentador. O motor produz 225 hp e oferece torque exemplar de 317 Nm em impressionantes 1.600 a 4.000 rpm – garantindo pickup mais que suficiente em qualquer situação. O Focus ST acelera de 0 -100 em pouco mais que 6,5 segundos e chega à velocidade máxima de 238,4 km/h. E não é só a performance que impressiona. É realmente um carro que pode ser usado no dia a dia. Consome 11 km/l, o que é bastante econômico para esta classe de veículo. E é claro que o motor de alta tecnologia também atende os rigorosos padrões de emissões Euro4. Um fator fundamental para esse desempenho é o inovador turboalimentador K04 da BorgWarner. Este é primeiro turbo produzido em série que suporta temperaturas de exaustão de mais de 1050°C. Além disso, o turboalimentador está equipado com uma carcaça de turbina de aço inoxidável, válvula de recirculação e porta de exaustão integrada. O motor e o turboalimentador foram desenvolvidos mediante intensa cooperação entre os engenheiros da Volvo e da BorgWarner Turbo Systems, que não estavam preparados para assumir qualquer meio-termo – uma filosofia realista em todo o conceito do Ford Focus ST. ores Uma olhada no exterior do novo Ford Focus ST indica o que está por vir O primeiro turboalimentador em produção em série para altas temperaturas de escape de até 1,050 °C vida O motor turbo de 5 cilindros oferece uma performance impressionante, e os responsáveis pelo desenvolvimento também podem se orgulhar da aparência do Focus ST. O acabamento de pintura especial “Laranja Elétrico” faz com que o carro realmente se destaque. O ST também se destaca na família Focus graças a diversos elementos de design, como os novos pára-choques frontais e traseiros, os acabamentos de metal de 18 polegadas, um discreto spoiler traseiro e os pisca-pisca laterais integrados aos espelhos retrovisores. A sensação esportiva continua no interior. Os bancos Recaro são sensacionais e os instrumentos no painel indicam a pressão, a temperatura e a pressão do óleo. Carcaça de turbina integrada feita com aço fundido resistente Especificações do Ford Focus ST O motor: 5 cilindros, em linha Deslocamento: 2,522 cm 3 Potência: 225 hp a 6.000 rpm Torque máximo: 236 lb-ft a 1.600 rpm Velocidade máxima: 240 km/h 0 a 100 km/h: 6.5 segundos Caixa de câmbio: 6 marchas, manual Consumo (misto): 10,6 km/l 15 Innovations Moldando o fut O PAPEL DO ENGINE SYSTEMS GROUP COMO EQUIPE INTERDISCIPLINAR DE ESPECIALISTAS o BorgWarner Powertrain Technology Center em Auburn Hills, Michigan, uma equipe de especialistas da BorgWarner está trabalhando nas soluções do futuro. O Engine Systems Group tem a tarefa de investigar e avaliar as soluções de sistemas para o futuro. Os resultados destas investigações devem ajudar as unidades comerciais como a Turbo Systems a desenvolver produtos inovadores para o futuro. N Cooperação eficiente O Engine Systems Group opera como catalisador entre as equipes de desenvolvimento das unidades comerciais, oferecendo uma visão das propriedades de produtos que os clientes possivelmente podem vir a exigir no futuro. A equipe também promove a comunicação no grupo BorgWarner, de forma que as unidades comerciais possam oferecer aos clientes soluções que sejam perfeitamente integradas umas com as outras. Assim, é papel das unidades comerciais fazer o trabalho de desenvolvimento necessário para que os novos produtos possam ser oferecidos, de forma a atender as necessidades e desejos do cliente. Novos conceitos inovadores EGR Como o Engine Systems Group coordena muitos projetos diferentes, também pode oferecer uma contribuição valiosa para o desenvolvimento de produtos nas diferentes linhas comerciais. Um bom 16 exemplo é o Sistema EGR Boost: A recirculação de gás de escape em alta pressão é um dos meios mais eficientes para redução das emissões de óxido de nitrogênio. Esta tecnologia está amplamente distribuída em motores modernos, incluindo muitos motores a diesel com turboalimentadores. No entanto, acima de determinado nível de exaustão de gás, a dinâmica do turboalimentador estará comprometida. No grupo BorgWarner, as diferentes unidades de negócios vêm trabalhando juntas em novos conceitos para solucionar este problema – cooperação coordenada pelo Engine Systems Group. Menores emissões com dinâmica aprimorada O grupo de especialistas está concentrado em integrar os sistemas de recirculação de gás de escape e os turboalimentadores em uma única solução, o que deve auxiliar os clientes da BorgWarner a atender as rigorosas leis de emissões que serão introduzidas em 2007 para motores a diesel. Um enfoque especial é dado à chamada recirculação de gás de escape de baixa pressão. Em contraste com os sistemas de recirculação de gás de escape em alta pressão, o sistema de baixa pressão introduz o gás de escape resfriado, limpo através de um filtro específico, à corrente de ar de entrada do turboalimentador do motor de forma a conseguir reduções significativas em Eventos uro BORGWARNER BRASIL PARTICIPA DO CONGRESSO SAE 2005 Novos mercados – Novas tecnologias NOx. Junto às emissões menores, a nova tecnologia também oferece uma dinâmica do sistema de alimentação melhorada. No entanto, a recirculação de gás de escape em baixa pressão impõe novas necessidades sobre os componentes do sistema, especialmente quanto ao turboalimentador. O gás recirculado passa pela lateral do compressor do turboalimentador e o alcança em temperaturas significativamente mais altas que anteriormente. Também há partículas residuais no gás de escape que podem se prender à roda do compressor ou até mesmo atacar o material da roda. A criação da lateral de compressor do sistema de turboalimentação para operar nestas circunstâncias é, assim, o desafio assumido pela Divisão Turbo Systems como parte do esforço de colaboração. Outros elementos incluem válvulas EGR avançadas, um sistema térmico de gerenciamento e um sistema de controle completo para gerenciamento da tecnologia EGR-Boost. esde 1992, a Sociedade de Engenharia Automotiva – SAE – Society of Automotive Engineering – organiza o maior congresso internacional de tecnologia e mobilidade da América do Sul. O Congresso SAE acontece anualmente em São Paulo e atrai milhares de visitantes. D Um passo à frente da concorrência Ter os produtos certos prontos antes que os clientes precisem deles é uma das estratégias utilizadas pela BorgWarner Turbo Systems para alcançar os objetivos da empresa. Esforços colaborativos, como o projeto EGR-Boost e o trabalho voltado para o futuro do Engine Systems Group, ajudam a direcionar o desenvolvimento de produtos e facilitam as soluções baseadas em sistemas, permitindo à empresa manter sua vantagem competitiva. O lema do evento deste ano foi “Novos Mercados – Novas Tecnologias: Desafios da Engenharia da Mobilidade”. As principais novidades apresentadas foram os sistemas de rastreamento e navegação GPS, veículos feitos com alumínio, novas tecnologias de diesel que reduzem o consumo de combustível e as emissões e diferentes projetos de desenvolvimento de empresas 100 % brasileiras. Mais de 80 empresas apresentaram seus produtos, serviços e tecnologias – incluindo montadoras e fornecedores que oferecem peças para veículos de passeio, comerciais e off-road. A feira foi ampliada para incluir um programa A equipe BorgWarner e seus fornecedores Açotécnica e DM Fundidos, deram as boas vindas aos seus clientes, apresentando as mais recentes tecnologias de três dias com palestras, workshops e eventos enfocando novas tecnologias. Aproximadamente 10.000 visitantes – principalmente engenheiros e técnicos – aproveitaram este evento. A BorgWarner expôs produtos de suas duas unidades de negócios presentes no Brasil, a Turbo Systems e Thermal Systems. O estande foi dividido com dois de seus maiores fornecedores, a Açotécnica (rotores de turbina) e a DM Fundidos (carcaça de compressor e prato difusor). Com DaimlerChrysler, MWMInternational, Cummins, Ford, Caterpillar, Volkswagen, Iveco e Valtra, muitos dos mais importantes clientes da BorgWarner aproveitaram para saber mais sobre as recentes tecnologias e produtos da empresa, além de fazer novos contatos. 17 Mercados & Consumid Performance de caminhão A INTERNATIONAL LANÇA PRODUÇÃO DE VEÍCULOS COMERCIAIS LEVES COM DUPLO ESTÁGIO REGULADO, O R2S™ uitos americanos associam o nome “International Truck and Engine Corporation (ITEC)” com caminhões pesados e de médio porte. Com a nova série CF (Cab Forward), disponível desde meados de 2005, a International oferece veículos comerciais menores, especialmente adequados para entregas urbanas. Os caminhões da linha CF são movidos com o novo motor International VT 275, que é um motor a diesel turbo V6 de 4.5 litros, utilizando o sistema de turboalimentação com duplo estágio regulado R2S™ da BorgWarner Turbo Systems. Esta é a primeira vez que esse sistema é utilizado nesta classe de veículos nos EUA. M Novos horizontes O sistema R2S™ da BorgWarner oferece uma sensação quase esportiva na nova linha CF 18 Os funcionários da BorgWarner Turbo Systems, incluindo Eric Parlow, Robert Lebold e Dave Shrader, começaram a trabalhar em uma aplicação do turboalimentador na plataforma de motores V6 4.5 litros da International em 2001. A linha V6 foi originalmente concebida para pick-ups norteamericanas, mas depois foi incluída nos veículos comerciais leves. Seu uso em veículos comerciais, com carga mais pesada, fez com que o motor tivesse de atender a rígida legislação de emissão aplicável a veículos de carga. Para o sistema de turboalimentação, isso significava níveis mais altos de EGR e, assim, níveis mais altos de pressão para manter a densidade da potência e uma razão aceitável entre ar/combustível para combustão. Os designers levaram tudo isso em consideração e conseguiram desenvolver uma unidade que atende estas normas rígidas sem sacrificar a resposta dinâmica do motor. O lançamento desta aplicação foi liderado por Dylan Foglesong em Asheville e foi concluído no final de 2004, a tempo para o modelo do ano 2005. Mais desempenho para veículos comerciais A International possui reputação invejável ao oferecer a seus clientes caminhões verdadeiramente de alta performance – uma reputação que tinha interesse em manter com a nova série CF ao oferecer resposta e torque líderes da classe. O objetivo da International era, portanto, ir além das expectativas daqueles que possuíam e dirigiam caminhões similares – oferecendo grandes melhorias em termos de dirigibilidade e performance. A tecnologia de duplo estágio regulado oferecida pela BorgWarner permitia que alcançassem os objetivos anteriormente considerados impossíveis com turboalimentadores mais convencionais. O recém-desenvolvido sistema R2S™ para o motor V6 da ITEC utiliza um turbo de alta-pressão K16 e outro de baixa pressão K27.2. A turbina de alta pressão possui uma válvula que se abre por um atuador pneumático. O sistema de gerenciamento de motor comanda a passagem para manter a válvula fechada até aproximadamente 2000 rpm, para uso máximo da inércia do turbo e resposta mais rápida. Com o aumento da rpm, a válvula se abre para regular a pressão do sistema, mantendo as pressões de exaustão dentro dos limites. dimensionado de forma que seja altamente eficiente, mesmo com carga máxima e em altas velocidades. O caminhão CF oferece aos motoristas que não estão habituados com veículos comerciais, a sensação de estar dirigindo um carro de passeio grande. Feito em Campinas O novo sistema de turboalimentação para a ITEC é produzido pela BorgWarner Turbo Systems em Campinas, Brasil. Os funcionários de Campinas estavam ansiosos para que o sistema R2S™ fosse produzido pela sua fábrica, pois o projeto envolve um cliente novo e um novo tipo de produto de alta performance. Finalizar todos os preparativos e dar início à manufatura era uma tarefa difícil, mas que a equipe de Campinas entendia perfeitamente, permitindo que o turboalimentador R2S™ fosse entregue a tempo para o lançamento de produto planejado na International em Huntsville, Alabama e em Escobedo, México. A International ficou satisfeita com os resultados da cooperação. O projeto V6 com a ITEC oferece suporte à posição de liderança tecnológica da BorgWarner e é um exemplo perfeito de como a organização global funciona de forma integrada para garantir a satisfação do cliente. Resposta otimizada O novo motor V6 4.5 litros chega a 200 hp em 2700 rpm e 596 Nm de torque máximo a 1850 rpm. O pequeno motor de “alta pressão” é responsável por fornecer os veículos da linha CF com excelente torque de arrancada, mas o sistema também está apropriadamente Os novos caminhões Cab Forward estão perfeitamente equipados para entregas urbanas ores leve Especificações do VT 275 da International O motor: V6 Deslocamento: 4.500 cm3 Potência: 200 hp a 2.700 rpm Torque máximo: 440 lb-ft a 1.800 rpm O sistema R2S™ com turboalimentador de alta pressão K16 e sistema de baixa pressão K27.2 19 Mercados & Consumid Duas vezes mais divertido A BORGWARNER FORNECE O TURBOALIMENTADOR PARA O PRIMEIRO MOTOR FSI “TWIN-CHARGED” DO MUNDO om o nome adequado “Twin charger” a Volkswagen apresentou o primeiro motor a gasolina com injeção direta e dupla alimentação (TSI) na IAA deste ano em Frankfurt. Esta tecnologia pioneira comemorou seu lançamento com o novo Golf GT. O motor inovador TSI de 1.4 litros alcança sua potência impressionante com um compressor mecânico por cinta, que foi combinado a um turboalimentador K03 pela BorgWarner Turbo Systems. C Mais potência com consumo menor O turboalimentador atendeu precisamente as exigências rigorosas da nova unidade de alto desempenho e tem cano de exaustão e válvula de recirculação integrada. Um dos objetivos principais dos responsáveis pelo desenvolvimento era reduzir o consumo e as emissões ainda mais do que as gerações anteriores de motores. Além disso, também queriam dar à nova unidade uma taxa de torque ampla e forte e garantir uma vida útil longa, apesar do impressionante desempenho oferecido. 20 O melhor dos dois mundos O conceito do “Twin charger” oferece vantagens decisivas para motores a gasolina pequenos, já que elimina completamente o baixo pick-up normalmente oferecido. E como funciona? Nas rotações mais baixas, o motor tem o suporte do compressor mecânico, que oferece resposta impressionante em revoluções mais baixas. Com o incremento das revoluções, o compressor mecânico é liberado e o turboalimentador da BorgWarner com controle de exaustão de gás assume a alimentação da unidade. O alimentador com exaustor de gás K03 é particularmente eficiente nas revoluções mais altas. Na realidade, tem performance tão boa acima de 3500 rpm, que não precisa do compressor. O turboalimentador passa a funcionar sozinho. Diversão em qualquer velocidade O que o pacote oferece? Um motor extremamente ágil, unindo alto desempenho, movimento suave, baixo consu- mo e baixas emissões. Com o pequeno deslocamento de 1.4 litros, o novo TSI no Golf GT oferece incríveis 170 hp e torque máximo de 239 Nm, disponível em revoluções de 1750 a 4500 rpm. O alto torque oferece ao motorista a impressão de dirigir um motor aspirado normalmente maior. E como se já não fosse suficiente, 13,5 Km/L fazem com que seja ainda melhor. O TSI de 1.4 litros com 170 hp está disponível desde novembro de 2005. Outra versão com 140 hp também deve ser lançada no começo de 2006 no VW Golf e no VW Touran, também com turboalimentador BorgWarner Turbo Systems. Conceito de motor pioneiro Com o motor turbo com injeção direta de 2 litros lançado anteriormente, o Volkswagen Group e a BorgWarner Turbo Systems já tiveram sucesso ao desenvolver o primeiro motor a gasolina com injeção direta com turboalimentação. Este motor já está em uso em diversos modelos VW e Audi, ores O novo Golf GT 1.4 TSI oferece desempenho impressionante e consumo extremamente baixo O “Twin charger”, um alimentador mecânico combinado ao turboalimentador BorgWarner, oferece 120 hp por deslocamento – fazendo com que seja o rei dos motores de quatro litros de carros de passeio O torque máximo de 239 Nm está disponível para o motorista através de uma ampla variação de 1750 a 4500 como os novos Audi A3 Sportback, Audi A4, Golf GTI e VW Passat. A nova unidade TSI 1.4 litros marca a posição de liderança da BorgWarner Turbo Systems como fornecedora de tecnologia pioneira para motores a gasolina. 21 Internas Turbo Systems Prêmio por economia padronizada A TURBO SYSTEMS GANHA O PRÊMIO “BEST PRACTICE” DIN 2005 BorgWarner Turbo Systems quer alcançar mais eficiência não somente através de turboalimentadores recém-desenvolvidos. Também no campo da organização, a empresa faz todo o possível para atingir o potencial total para melhorias da eficiência no mundo todo. Como resultado, a Turbo Systems foi recompensada com o prêmio de melhores práticas “Best Practice” DIN, entregue pelo instituo alemão de padronização (Institute for Standardization) pela segunda vez este ano. A Custos mais baixos através de menos materiais A fusão dos fabricantes de turboalimentadores Schwitzer e 3K-Warner para criar a BorgWarner Turbo Systems em senvolver um conceito que permitisse uma redução ainda maior na quantidade de materiais, cortando os custos de administração, armazenagem e supervisão. A gerência da BorgWarner decidiu rotular os materiais especiais para turboalimentadores high-tech de acordo com a norma DIN EN 1560 no futuro. Este é um sistema de identificação por rótulos para materiais de ferro fundido que cobre tanto os materiais padronizados quanto os não-padronizados. Com base no DIN EN 1560, os materiais foram agrupados reunindo os similares e os menores desvios referentes a propriedades foram colocados sob um denominador comum. Este procedi- Economia significativa De acordo com estimativas, os custos da administração, armazenagem, supervisão etc. envolvidos em utilizar apenas um material especial, somam aproximadamente € 75.000. A redução do número de materiais utilizados, portanto, gerou economias significativas. Identificação por rótulos padronizada mundialmente Além da comunicação interna e externa aprimorada, a criação de um sistema global de identificação de materiais de acordo com DIN EN 1560 oferece diversas outras vantagens que também levam indiretamente a outras economias – como evitar redundâncias nos dados DIN Os vencedores de 2005 1999, dobrou a quantidade de materiais utilizados pela empresa. Havia mais de 200 materiais só para as carcaças de turbinas, que foram reduzidos para apenas 20, ao fazer a atualização dos dados master. Era preciso, portanto, de- 22 mento permitiu que o número de materiais utilizados fosse reduzido em 60 %, diminuindo de 20 para 7. Três destes sete materiais são utilizados apenas em casos especiais. master e diminuir o tempo de desenvolvimento. A introdução deste incrível sistema de identificação por rótulos, assim, também deve oferecer aos clientes desta especialista em turboalimentação vantagens competitivas significativas. Eventos A BORGWARNER CONVIDA CLIENTES PARA WORKSHOP SOBRE AS NOVAS TECNOLOGIAS Workshop de Tecnologia Viktor Narejkis recebeu o prêmio “Best Practice” DIN 2005 em nome da BorgWarner Turbo Systems m 21 de novembro de 2005, a BorgWarner Turbo Systems realizou um workshop para diversos clientes e fornecedores em São Paulo. O evento foi apresentado por especialistas em novas tecnologias e teve a participação de 70 convidados. Os palestrantes que apresentaram as novas tecnologias foram Ulli Fröhn, Vice-Presidente de Vendas e Marketing, Werner Bender, Diretor do Departamento de Pesquisa & Desenvolvimento de Produtos Comerciais a Diesel e Werner Erlewein, Gerente do Programa de Clientes Globais. E Entre os convidados, havia representantes da DaimlerChrysler, Cummins, General Motors, Mitsubishi e MWM-International, bem como alguns dos mais importantes fornecedores da BorgWarner, como Açotécnica, Prats Masó, Proturbo e Toyomatic. Durante o workshop, que teve a sua quarta edição, os presentes tiveram uma idéia sobre a organização da BorgWarner, recentes desenvolvimentos importantes e os mais novos materiais para componentes. O grande número de engenheiros na platéia conseguiu receber valiosas informações técnicas. Uma palestra de Sergio C. Veinert, Gerente Geral da BorgWarner no Brasil, encerrou o evento. Ele ressaltou que a nova legislação para emissão de gases, que deve ser introduzida em 2007, deve forçar os fabricantes a fazerem diversas alterações técnicas nos turboalimentadores para motores a diesel. A BorgWarner Turbo Systems está preparada para encarar estes desafios, em benefício de seus clientes. 23 Internas Turbo Systems 35 FUNCIONÁRIOS PARTICIPARAM DE UM TREINAMENTO REFA EM KICHHEIMBOLANDEN Preparados com REFA m 2005, a BorgWarner Turbo Systems em Kirchheimbolanden realizou dois seminários REFA com 15 e 20 funcionários, respectivamente. Os participantes eram planejadores de produção, membros do conselho trabalhista, gerentes de centros, assistentes de gerência de centros e funcionários da área de controladoria. Cada um deles participou de 48 horas de treinamento intensivo sobre racionalização com gerenciamento de tempo, devendo ser capaz de colocar em E prática os conhecimentos adquiridos durante o curso. Utilizando métodos REFA, a gerência da Turbo Systems pode conseguir informações precisas sobre o tempo de fabricação total, utilização de capacidade e uma divisão proporcional de tempos – especialmente tempo de espera, tempo de configuração e tempo de distribuição. Os dados coletados são necessários para determinação de tempos de referência. Além disso, os métodos REFA Impresso TurboNews – Edição 2 /2005 Publicado por BorgWarner Turbo Systems Worldwide Headquarters GmbH Marnheimer Straße 85/87, D-67292 Kirchheimbolanden Fotografia BW Turbo Systems, DaimlerChrysler, Ford, Volkswagen, ETH-Bildarchiv Zürich, ITEC, Auto & Technik Museum Sinsheim Edição e coordenação Günter Krämer, Global Marketing, BorgWarner Turbo Systems Autores Sabine Bossert, Brock Fraser, Jacquie Fette, Ulli Froehn, Viktor Narejkis, Nicole Raimer, Uwe Schwarz, Shunsuke Osawa 24 Conceito, Design e Litografia schulze, reister, grözinger, werbeagentur ag, Mannheim www.srgwerbeagentur.de Impressão wdw druck gmbh, Sandhausen, Germany Direitos Autorais © 2005 BorgWarner Turbo Systems Worldwide Headquarters GmbH, Kirchheimbolanden Alle Rechte und technische Änderungen vorbehalten Printed in Germany para gerenciamento de tempo também oferecem uma base confiável para cálculo. Após as experiências positivas desde as primeiras sessões de treinamento, já foi decidido que os cursos REFA devem ser obrigatórios para planejadores de produção da BorgWarner Turbo Systems no futuro. Os cursos REFA foram organizados por Günter Jung (Gerente de planejamento de produção), Uwe Schwarz (Gerente de planejamento de produção), Simone Stuppy (RH) e Werner Bachmann (Associação REFA). Você acredita que um colega também gostaria de receber as edições de TurboNews? Empresa, nome e endereço de email para: [email protected]
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