Supercargador vs turbocompresor
¿Qué es un turbocompresor? ¿Cómo funciona? Piezas básicas de un turbocompresorComparación de la admisión de aireTurbina de doble pasoCompensador de altitud¿Por qué utilizar turbocompresores?
Desarrollado por primera vez para el sector comercial en 1924, el turbocompresor utiliza los gases de escape del motor para accionar una turbina, que impulsa un compresor, y empuja más aire hacia el motor. Esto permite que el motor produzca más potencia sin aumentar su tamaño. Los turbocompresores han proporcionado mejoras tan significativas en la eficiencia del motor que ahora se instalan en casi todos los motores diésel nuevos.
Funcionamiento del turbocompresor básico. Un turbocompresor es una turbina accionada por los gases de escape que impulsa una rueda compresora centrífuga. El compresor suele estar situado entre el filtro de aire y el colector de admisión del motor, mientras que la turbina se encuentra entre el colector de escape y el tubo de escape. Esto permite que el motor queme más combustible de manera eficiente, produciendo así más caballos de fuerza.top
Turbo rpm
El motor diésel ha asumido desde hace muchas décadas un papel de liderazgo en el sector del transporte medio y medio-grande. Los principales factores que han contribuido a ello han sido su mayor eficiencia en el consumo de combustible respecto a su homólogo de encendido por chispa, junto con un elevado par motor y una mayor fiabilidad. Por el contrario, las discrepancias en forma de humos en el escape, la radiación sonora de la combustión y la dificultad de arranque en frío retrasaron su infiltración y amplia aceptación en el altamente competitivo mercado de los turismos. Sin embargo, el uso extendido de sistemas de inyección directa controlados electrónicamente y el sofisticado control de postratamiento (sobre todo en forma de filtros de partículas diésel) ha cambiado esta tendencia en los últimos años, y la mayoría de los turismos vendidos en Europa son ahora motores de encendido por compresión (sitio web oficial de la ACEA, 2016).
Durante los transitorios, es el suministro de aire entrante el que desempeña el papel más crítico para la respuesta del motor y no la alimentación de combustible. Sin embargo, mientras que la respiración en un motor de aspiración natural viene determinada principalmente por el régimen del motor, en un motor turboalimentado está fuertemente influenciada por el funcionamiento del turbocompresor. Este último es responsable de un comportamiento desfavorable del motor durante los transitorios a través de un fenómeno bien establecido conocido como retraso del turbocompresor; el retraso del turbocompresor conduce, por un lado, a una acumulación problemática de par y a una mala conducción del vehículo, y por otro, a un aumento considerable de las emisiones de partículas (PM), gases e incluso ruido del motor (Watson y Janota, 1982; Winterbone, 1986; Rakopoulos et al., 2010a).
Cómo funciona el Turbo
En la anterior entrega de nuestro repaso a la historia del motor de combustión interna, vimos cómo los inventores e ingenieros de principios del siglo pasado se inclinaban por la inducción forzada para conseguir una mayor eficiencia.
En una época similar, Sanford Moss también probó aviones turboalimentados para General Electric en EE.UU., y se le atribuye ser el primero en haber construido turbocompresores de forma regular. También se le reconoce como el inventor del primer dispositivo de control de los turbocompresores: la válvula de desecho (una válvula de derivación que permite que una fracción de los gases de escape se desvíe de la turbina de forma que se controle la potencia del turbocompresor y la presión de sobrealimentación).
La primera concreción de esta fase preliminar fue el diseño y la construcción del primer turbocompresor para grandes motores diésel, denominado “VT402” y creado para su uso en la Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik (Fábrica Suiza de Locomotoras y Maquinaria) (SLM), un fabricante de locomotoras situado también en Winterthur.
Durante los años 1970-80, BBC desarrolló en Baden una interesante alternativa al turbocompresor, que combinaba las ventajas de un compresor accionado, que aportaba presión de sobrealimentación en cuanto el motor se ponía en marcha, y del turbocompresor, capaz de recuperar la energía de los gases de escape. El principio se basa en la utilización de las ondas de presión de los gases de escape, para forzar el aire fresco hacia los cilindros, un poco siguiendo la idea de la cuna de Newton…
Problemas con el turbodiésel
Una de las formas más seguras de obtener más potencia de un motor es aumentar la cantidad de aire y combustible que puede quemar. Una forma de hacerlo es añadir cilindros o hacer más grandes los actuales. A veces, estos cambios pueden no ser factibles: un turbo puede ser una forma más sencilla y compacta de añadir potencia, especialmente si se trata de un accesorio del mercado de accesorios.Los turbocompresores permiten que un motor queme más combustible y aire al meter más en los cilindros existentes. El empuje típico proporcionado por un turbocompresor es de 6 a 8 libras por pulgada cuadrada (psi). Dado que la presión atmosférica normal es de 14,7 psi a nivel del mar, se puede ver que se está obteniendo alrededor de un 50% más de aire en el motor. Por lo tanto, se espera obtener un 50% más de potencia. No es perfectamente eficiente, por lo que podría obtener una mejora del 30 al 40 por ciento en su lugar.PublicidadUna de las causas de la ineficiencia proviene del hecho de que la energía para hacer girar la turbina no es gratis. Tener una turbina en el flujo de escape aumenta la restricción en el escape. Esto significa que en la carrera de escape, el motor tiene que empujar contra una mayor contrapresión. Esto resta un poco de potencia a los cilindros que se disparan al mismo tiempo.Diseño del turbocompresor