Sobrealimentación en los motores (Turbocompresor)

El turbo compresor también denominado turbo, es un sistema de sobre alimentación que funciona mediante un eje coaxial y una turbina centrífuga. Los motores sobrealimentados tienen una mayor potencia con la misma relación volumétrica.

Funcionamiento y estructura de un turbocompresor

El funcionamiento del motor depende de la cantidad de aire y de combustible que ingresa a la cámara; cuanto más aire y combustible se ingrese, mayor será su potencia.Los turbocompresores son accionados por los gases de escape que presionan la entrada de aire a la admisión; esto acarrea también mayor cantidad de combustible pero quemándolo de una forma más eficiente, aumentando la potencia y el par del motor hasta un 35%.

El turbocompresor está formado por dos elementos: un compresor y una turbina que están montados sobre un eje, con unos cojinetes y tienen una carcasa común. Los gases de escape mueven los álabes de la turbina con un régimen de giro aproximado a las 300.000 rpm, la presión está limitada por una válvula de descarga pilotada neumática o electrónicamente y  esta controla la incidencia de los gases de escape en la turbina.

El turbo se puede adaptar tanto en vehículos gasolina como diesel, pero son más utilizados en el diésel.En un motor a gasolina hace que se demande más combustible para la mezcla, por el contrario  para el diesel no.

Diesel

Se utiliza con mayor frecuencia en los vehículos diésel.Al existir mayor presión de aire se eleva la temperatura y esto beneficia la auto inflamación del acpm. La presión en un motor de gasolina es de (15-25bar), en diesel es de (40-55bar)

Intercooler

El Intercooler es un intercambiador de calor, se adapta a los sistemas que tienen turbo, los aires comprimidos elevan su temperatura, y pierde densidad disminuyendo su capacidad para quemar el combustible, además la temperatura elevada puede llevar a que se presenten auto detonaciones (cascabeleo) con la incidencia que estas conllevan.  La caída de presión  y temperatura que produce el Intercooler se hace a través de un serpentín provisto de aletas para aumentar el área de transferencia del calor.

Lubricación

La lubricación es un factor importante a la hora de alargar la vida del turbo. Los aceites que utiliza el turbo deben soportar altas temperaturas debido a los contrastes que se presentan en el mismo eje, donde una parte está caliente y le trasmite calor a la otra que tiene una diferencia de temperatura más baja.Se recomienda después de un viaje prolongado no apagar inmediatamente el motor, esperar unos minutos en mínima para garantizar una lubricación y refrigeración para cuando se vuelva a arrancar de nuevo.Para esto algunos vehículos le instalan un turbo temporizador o turbotimer que después de girar la llave y retirarla el motor continua encendido por un tiempo establecido, brindando protección al turbo.

Evolución en el turbo

Para optimizar el funcionamiento del turbo compresor en su funcionamiento, sucede algo similar a la respiración done los pulmones cambian su volumen al inhalar y exhalar, entonces los ingenieros idearon la forma de variar el volumen en función de su geometría, lo que se denomina turbo de geometría variable, para lo cual  le añaden unos álabes móviles que se conectan a los de la turbina disminuyendo o aumentando el volumen,  por lo que varían el área y el ángulo de incidencia. Su aplicación se limita a los motores diesel porque las temperaturas de los gases en uno de gasolina son muy altas.

Otros montajes de turbos

Existen diferentes opciones de montaje en la actualidad, biturbo y en paralelo que también aumenta su efectividad, donde se montan dos turbos y un turbo mueve el otro o se montan en paralelo en donde empieza el funcionamiento de un turbo y cuando aumenta el régimen se enciende el segundo.

El turbo es un elemento muy utilizado en los vehículos que permite mejorar las prestaciones del motor aumentando su potencia, es un elemento infaltable en los vehículos diesel ya que le ayuda en el momento de elevar la presión y la temperatura para completar el ciclo diesel.

¿Qué averías puede presentar un turbocompresor?

La mayoría de los problemas del turbocompresor se deben a errores de lubricación: demasiado, muy poco o el aceite incorrecto o demasiados depósitos de carbón, que obstruyen el turbocompresor y limitan su rendimiento.

¿Cuáles son los motores sobrealimentados?

Según el tipo de motor, el aumento de potencia se consigue mediante un compresor que permite la entrada forzada de aire en los motores diésel, o aumentando la mezcla de combustible y aire en los motores de gasolina.

¿Qué pasa si hay aceite en el intercooler?

Las fugas de aceite se depositan en el fondo del intercooler, reduciendo su eficiencia y permitiendo que los vapores de aceite entren en el aire comprimido, reduciendo aún más el rendimiento del motor.

Tipos de turbo-compresores de motores

Turbos eléctricos (Mercedes-AMG)

La última innovación del mercado es fruto de la colaboración entre Mercedes-AMG y el especialista Garrett. Se trata de un turbocompresor electrificado, todavía accionado por los gases de escape, pero ahora equipado con un motor eléctrico conectado directamente a su eje. Con una potencia de 6 kW y hasta 156.000 rpm, este sistema promete eliminar de una vez por todas el retraso del turbo. El objetivo del motor eléctrico es lograr una presión de sobrealimentación ideal en todas las condiciones, independientemente del régimen y la carga del motor.

Múltiples turbocompresores (BMW)

BMW se ha centrado en la turboalimentación y se ha olvidado de los motores atmosféricos. BMW ha encontrado un gran aliado en los turbocompresores twin scroll en los motores de gasolina y en el uso combinado de turbocompresores en los motores diésel. Pero, ¿cuántos turbocompresores puede haber en un motor? BMW puso el listón muy alto: a la presentación del primer motor diésel 3.0 con tres turbocompresores le siguió una variante con cuatro turbocompresores y 400 CV.

PowerPulse, Turbos y compresores (Volvo)

La tecnología PowerPulse se basa en un sistema de aire comprimido desarrollado exclusivamente para acelerar la turbina de escape cuando se requiere gran potencia a cargas bajas y medias del motor.

Este sistema engañosamente sencillo hace que, sin gases de escape que impulsen la turbina, el aire aspirado directamente en el turbocompresor aumente su velocidad en muy poco tiempo.

Geometría variable (Volkswagen-Porsche)

Aunque los turbocompresores de geometría variable son bien conocidos en los motores diésel, su uso en los motores de gasolina siempre ha estado limitado debido a las altas temperaturas de los gases de escape, que requieren materiales más caros y comprometen la fiabilidad del sistema. Aplicando esta idea a otros modelos como el Porsche 718 Boxster, cuya principal innovación es la integración de un turbocompresor de geometría variable, Porsche ha popularizado el uso de turbocompresores de geometría variable gracias al diseño especial del sistema de escape, cuya temperatura no supera los 880ºC.