Que es el turbocompresor
El turbocompresor es uno de los sistemas más utilizados para sobrealimentar los motores de combustión interna, tanto diésel como gasolina.
El turbocompresor introduce aire a presión en los cilindros, comprimiendo el aire de admisión y aumentando su densidad, con lo cual se dispone de mas oxígeno para la mezcla en el mismo espacio, como la relación entre aire y combustible debe de mantenerse constante, la cantidad de combustible introducida también puede ser aumentada, por lo que podemos desarrollar más potencia con la misma cilindrada que un motor atmosférico.
Su funcionamiento
El funcionamiento del turbocompresor es bastante simple, por lo general constan de dos turbinas unidas por un mismo eje, este eje suele ir engrasado con el propio aceite del motor, los gases de escape se hacen pasar por una de las turbinas haciéndola girar, esta turbina, al compartir eje con la otra turbina la hace girar para comprimir el aire que entra al colector de admisión.
Cuando el motor trabaja al ralentí o a baja carga, los gases de escape disponen de poca energía para mover la turbina, a medida que aumenta la carga del motor, los gases de escape salen con una mayor velocidad y energía, comprimiendo cada vez más el aire de entrada a los cilindros hasta conseguir la presión deseada, para regular esta presión se emplea la válvula de descarga o wastegate que actúa como si fuera un limitador de presión, esta válvula puede ser activada tanto por medios mecánicos como eléctricos.
Diferentes tipos de turbocompresores
Lo ideal seria disponer de un turbo que funcionase bien en bajas y en altas vueltas, pero hay es donde radica el problema y por eso se han desarrollado diferentes tipos de turbos según su estructura, estos tipos se podrían definir en dos principalmente, de geometría fija o de geometría variable.
Turbocompresor de geometría fija (TGF)
Este modelo de turbo es el más sencillo que existe, por su simplicidad en cuanto a componentes, este modelo se trata de una opción muy barata y muy fiable, como inconveniente principal podríamos decir que tiene un tiempo de respuesta muy largo ya que necesita una cantidad determinada de gases de escape para mover la turbina y generar la potencia requerida.
Diferentes turbos de geometría fija con válvula de descarga conectada directamente a la caracola de admisión.
Su rango de funcionamiento es muy corto y está limitado a unas revoluciones muy concretas, recordemos que ha mayor tamaño de turbina, más gases de escape se necesitan para generar presión, a menor tamaño, más potencia en bajas genera pero menos en altas, por eso a bajas revoluciones el turbo no genera mucha potencia porque los gases de escape no disponen de la energía suficiente y si pusiéramos una turbina demasiado pequeña, sacrificaríamos su funcionamiento en regímenes medios y altos, por eso estos turbos suelen tener un tiempo de respuesta largo.
Turbocompresor de geometría variable (TGV o VGT)
Este tipo de turbocompresor incorpora diferentes piezas móviles en el interior de la turbina llamadas álabes, con las que le permiten variar la sección de entrada de los gases de escape hacia la misma, a baja carga o bajas revoluciones, esta sección es menor que en un turbo convencional, con lo que para que los gases de escape puedan pasar por ella al ritmo que se necesita deben aumentar su velocidad, y por tanto, aumentar la velocidad de giro de la turbina.
Imágenes de los alabes de un turbo de geométrica variable y sus diferentes posiciones de funcionamiento.
La gran ventaja de estos turbos es que se consigue un motor que trabaja de forma más progresiva y menos brusca, adaptándose mejor al ciclo de trabajo requerido, aunque también cuentan con el inconveniente de ser mas complejos y caros, al contar con mas elementos móviles.
Los TGV o VGT no disponen de válvula de descarga o wastegate, pues esa función la consiguen adaptando la sección de entrada a la turbina, según la forma de conseguir el cambio en la sección se diferencian dos tipos de turbos de geometría variable, los que cuentan con los alabes movibles (imágenes anteriores) y los de campana variable (imágenes siguientes).
En esta publicación hemos querido ayudar a entender el funcionamiento de los turbocompresores de los vehículos convencionales, también queremos comentar que en la actualidad nos podemos encontrar compresores mecánicos, eléctricos, sistemas mixtos, etc, que comentaremos en otras entradas.
esor de Geometría Fija
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