Hoy en día, el turbocompresor del coche se ha convertido en un elemento muy común y, en cierto modo, casi indispensable en los motores actuales. Estos motores tienen como objetivo reducir el consumo de combustible y lograr la máxima eficiencia, pero sobre todo reducir las emisiones.
A continuación, discutiremos sobre la función, el funcionamiento, las partes, las ventajas, las desventajas y, finalmente, las aplicaciones de un turbocompresor. Comencemos.
Función Del Turbocompresor Del Coche
Un turbocompresor es un dispositivo utilizado en vehículos para forzar el aire en la admisión de un motor de combustión interna con el fin de mejorar la potencia de salida con la misma cantidad de combustible.
En otras palabras, el turbocompresor del coche es una inducción forzada impulsada por una turbina que aumenta la eficiencia y la potencia de salida del motor de combustión interna al forzar la entrada de aire comprimido adicional en la cámara de combustión.
Es una forma de sobrealimentador, excepto que no extrae energía del cigüeñal del motor. En general, su objetivo principal es mejorar el rendimiento del motor de combustión interna aumentando el flujo de aire, aprovechando la energía cinética de los gases de escape.
Un turbocargador es básicamente una combinación de un compresor y una turbina, ambos montados en un eje común. El turbocompresor utiliza los gases de escape del propio motor para hacer girar la turbina que, a su vez, mueve el compresor.
Todo este proceso permite que llegue mucho más oxígeno a la cámara de combustión y se mezcle en los cilindros, lo que da como resultado que se genere mucha más energía.
El turbocompresor del coche se puede definir como un sistema de turboalimentación para motores de combustión interna, que se encarga de comprimir el aire que recibe del exterior.
Principio De Funcionamiento De Un Turbocompresor
Tomemos el ejemplo de un motor de cuatro tiempos, el aire que viene del exterior llegará naturalmente a los cilindros a la misma presión que el que contiene en la atmósfera.
Es por eso que estos motores se conocen como de “aspiración natural”. En muchos casos, el volumen de aire puede ser insuficiente, lo que significa que es necesario aumentar la capacidad de los cilindros, lo que consiste en cambiar el tamaño de los cilindros.
Otra mejor opción es usar un turbocompresor para aumentar artificialmente el empuje. No debemos olvidar que este importante elemento mecánico es el encargado de recibir todos los gases de escape que ya han sido expulsados de los cilindros a través de las válvulas de escape, para aprovechar su movimiento.
Cómo Funciona El Turbocompresor Del Coche
Hay 2 carcasas en forma de volutas en un turbocompresor, una es la turbina y la segunda es el compresor, ambas son muy parecidas. Ambos dispositivos son responsables del funcionamiento de un turbocompresor y están conectadas entre sí con un solo eje.
La carcasa de la turbina y la carcasa del compresor se utilizan para cubrir las paletas de las turbinas. Sin embargo, el turbocompresor tiene puertos de entrada y salida para la entrada y salida de gases.
Cuando la mezcla de aire y combustible se quema en el motor, los gases provenientes del sistema de escape se envían al turbocompresor desde la abertura de la turbina, que es el puerto de entrada del mismo. Luego, los gases hacen girar la turbina y el compresor también comienza a girar porque está en el mismo eje.
Tiene una abertura en la carcasa desde donde los gases atmosféricos ingresan a la carcasa y luego son comprimidos por el compresor.
El puerto del lado del compresor está conectado a la válvula de entrada del motor y es el puerto de escape del turbocargador. Desde el puerto de escape del turbocompresor, los gases comprimidos o presurizados ingresan al motor.
Por lo tanto, el ciclo se repite hasta que el motor está en condición ON. Una vez que el motor tiene más aire, se produce más combustión y, por lo tanto, obtiene mayor impulso.
Tipos De Turbocompresores Para Coches
Hoy en día encontramos muchas formas diferentes de turboalimentación para motores de combustión interna, entre las que podemos encontrar estos tres tipos de turbocompresores:
Turbocompresor de Geometría fija
El turbocompresor de geometría fija es el más económico y eficiente del mercado automotriz, pero tiene el peor tiempo de respuesta debido a que tiene pocas partes móviles. En esta configuración, los gases de escape siempre inciden de la misma forma sobre la turbina.
Si el motor se encuentra girando a una baja RPM, este turbocompresor no se activará o se activará con retraso, ya que el flujo de los gases de escape no es suficiente para moverlo.
Este problema es conocido como “Turbo-lag”.
Turbocompresor de Geometría variable
Este tipo de turbina automotriz se compone de partes móviles, lo que permite que el turbocompresor aproveche de manera eficiente el acelerador para aumentar su rendimiento a bajas revoluciones.
Este turbocompresor también es conocido como Turbo VTG por sus siglas en inglés. Tiene paletas móviles en la entrada de la turbina con las que puedes aprovechar el poco flujo de los gases de escape, haciéndolo ideal para evitar el Turbo-lag.
Es el más común en los motores Diesel.
Turbocompresor Twin-Scroll
Este turbocompresor también es conocido como “Turbo de doble entrada”, contiene conductos independientes que canalizan el aire hacia los cilindros, mejorando el rendimiento del motor y evitando la contrapresión en la admisión.
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Partes De Un Turbocompresor Del Coche
Hay 3 componentes principales en un turbocompresor:
- La Turbina.
- El Impulsor también conocido como Compresor.
- El Eje central.
1. La turbina
La turbina se encarga de aprovechar los gases de escape del propio motor para moverse. Este movimiento rotatorio dependerá de la cantidad de gases que expulse el motor, o lo que es lo mismo, de las RPM del motor.
A mayor cantidad de RPM del motor, mayor cantidad de gases y mayor velocidad tendrá la turbina. Este movimiento es transmitido por medio del eje al compresor.
La turbina está fabricada en una aleación especial de hierro fundido muy resistente a altas temperaturas. El lado de entrada de la turbina tiene un anillo de pala de boquilla que se utiliza para dos propósitos:
- Para guiar el gas entrante hacia la rueda de la turbina.
- Para alojar los cojinetes de la turbina.
El lado de salida de la carcasa de la turbina consta de conductos de ventilación y aire que se utilizan para suministrar aire.
2. El compresor
El compresor recibe el movimiento directamente del eje que comparte con la turbina. El compresor se encarga de elevar la presión de aire, que luego irá directamente a la admisión del motor.
El compresor se ocupa de extraer aire del ambiente, haciéndolo pasar por el filtro de aire. Luego comprime este aire. Este compresor está compuesto por el inductor, el impulsor, el difusor y las respectivas carcasas de entrada y salida.
Se utilizan principalmente dos tipos de compresores en un turbocompresor.
- Compresores centrífugos.
- Compresores de flujo axial.
Los compresores centrífugos se utilizan generalmente cuando el tamaño del turbocompresor debe mantenerse pequeño, por ejemplo, el turbocompresor de los automóviles comunes.
Los compresores de flujo axial se utilizan en aplicaciones de unidades radiales más grandes donde pueden ser necesarias modificaciones internas. Son más eficientes con motores que utilizan aceites pesados como, por ejemplo, los camiones de carga.
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3. El eje central
El eje central es el que se encarga de transmitir el movimiento ganado por la turbina por la acción de los gases de escape, al compresor. Este eje central es fabricado con una aleación especial capaz de soportar grandes diferencias de temperatura.
Está soportado en cojinetes especiales que permiten su libre rotación.
Ventajas Del Turbocompresor
- La ventaja principal es que proporciona una gran cantidad de aire para la combustión del motor, mejorando la combustión y disminuyendo las emisiones de gases tóxicos.
- Se obtiene una mayor potencia en caballos para el mismo motor debido a la mejora de la combustión.
- Reduce la emisión de NOx.
- Mejor eficiencia de combustible.
- Menor tamaño de motor para la misma potencia.
- No extrae energía del motor como lo hace el sobrealimentador.
Desventajas Del Turbocompresor
- Los turbocompresores son costosos.
- Se necesita una cantidad considerable de gases de escape para hacer funcionar un turbocompresor.
- Los turbocompresores son difíciles de mantener. Este dispositivo necesita lubricación permanente por sus condiciones de trabajo.
- El coche se siente lento si el turbocompresor no se activa.
Aplicaciones Del Turbocompresor Del Coche
La mayoría de los motores Diesel utilizan turbocompresores en su diseño, pero hoy en día, también se ha utilizado en algunos motores de gasolina para aumentar el rendimiento general del motor.
El hecho de que los motores diésel utilicen turbocompresores, es que este combustible no es tan inflamable como la gasolina. La mezcla de aire y combustible dentro del cilindro debe estar a presiones más altas para una combustión efectiva del Diesel.
Por diseño propio de este tipo de motores, se utilizan piezas fuertes y pesadas que puedan soportar presiones de combustión más altas. Por ello, un motor Diesel no podrá girar a la misma velocidad que uno de gasolina, siendo más lento.
Si el motor es lento, la entrada de aire a las cámaras de combustión también lo será. Esto trae como consecuencia la necesidad de estos motores de una alimentación de aire forzada.
El turbocompresor ayuda a un motor diésel a introducir más aire en la cámara de combustión.
Recomendaciones De Mantenimiento Para El Turbocompresor
La turbina de un turbocompresor puede superar las 200.000 RPM, esto da como resultado temperaturas cercanas a los 1000 °C, por lo que es necesario minimizar su estrés y prolongar al máximo su vida. Además, la falla de un turbocompresor automotriz es costosa.
Para prolongar la vida útil del turbocompresor del coche, sigue los siguientes consejos:
- Mantén lubricado de forma correcta al sistema turbocompresor.
- Evita aceleraciones bruscas que puedan dañar la turbina.
- Utiliza aceite de calidad y controla periódicamente su nivel y estado.
- Realiza el reemplazo de los filtros de aire en los tiempos recomendados por el fabricante.
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El Turbocompresor En Los Coches De Gasolina Y Diésel
En términos generales, un motor de gasolina turboalimentado te dará una mejor respuesta de rango medio, mientras que un motor de aspiración natural es mucho más receptivo.
Y aunque ofrece un consumo de combustible mucho menor, así como menos emisiones contaminantes de óxido de nitrógeno (NOx), también es más confiable y más costoso de mantener.
Como notarás, el turbocompresor del coche tiene sus ventajas y desventajas. Es un dispositivo que verás en motores Diesel y en algunos motores de gasolina. Si tu coche tiene uno, debes seguir las recomendaciones dadas en este post y las del fabricante.
