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Turbocompresor (corte longitudinal) En rojo, estátor de fundición y rotor de la turbina. En azul estátor de aluminio y rotor del compresor. Un turbocompresor es un sistema de sobrealimentación que usa una turbina centrífuga para accionar mediante un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo para comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión interna alternativos, especialmente en los motores diésel. En algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles depende de la cilindrada del motor. Como un motor con turbocompresor tiene una mayor potencia máxima para una cilindrada dada, estos modelos pagan menos impuestos que los que no tienen turbocompresor.

En 1936 John el Clifford Garrett funda The Garret Corporation en California, Estados Unidos. En 1940 la tecnologia del turbo es aplicada a instalaciones marinas, industriales y locomotoras. En 1953 Caterpillar testea el primer turboalimentador desarrollado por la compañía Garret. En 1962 el primer auto americano en usar un turbocargado fue el Oldsmobile Jetfire Turbo Rocket En 1966 se utlizan por primera vez motores turbocargados en las 500 millas de indianapolis.

Contenido [ocultar] 

1 Funcionamiento

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2 Funcionamiento en distintos tipos de motores o 2.1 Diésel

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3 Intercooler

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4 Demora de respuesta o 4.1 Overboost

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5 Evolución del turbocompresor

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6 Refrigeración

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7 Ventajas de usar un Turbocompresor

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8 Los mejores motores con turbocompresor

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9 Referencias

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10 Enlaces externos

[editar] Funcionamiento En los motores sobrealimentados mediante este sistema, el turbocompresor consiste en una turbina accionada por los gases de escape del motor de explosión, en cuyo eje se fija un compresor centrífugo que toma el aire a presión atmosférica después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en los cilindros a mayor presión. Los gases de escape inciden radialmente en la turbina, saliendo axialmente, después de ceder gran parte de su energía interna (mecánica + térmica) a la misma. El aire entra al compresor axialmente, saliendo radialmente, con el efecto secundario negativo de un aumento de la temperatura más o menos considerable. Este efecto se contrarresta en gran medida con el intercooler.

Este aumento de la presión consigue introducir en el cilindro una mayor cantidad de oxígeno (masa) que la masa normal que el cilindro aspiraría a presión atmosférica, obteniéndose más par motor en cada carrera útil (carrera de expansión) y por lo tanto más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente, y con un incremento de consumo proporcional al aumento de masa de aire en el motor de gasolina. En los diésel la masa de aire no es proporcional al caudal de combustible, siempre entra aire en exceso al carecer de mariposa, por ello es en este tipo de motores en donde se ha encontrado su máxima aplicación (motor turbodiesel). Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar (21,75 psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bares dependiendo de si el motor es gasolina o diésel. Como la energía utilizada para comprimir el aire de isión proviene de los gases de escape, que se desecharía en un motor atmosférico, no resta potencia al motor cuando el turbocompresor está trabajando, tampoco provoca pérdidas fuera del rango de trabajo del turbo, a diferencia de otros, como los sistemas con compresor mecánico (sistemas en los que el compresor es accionado por una polea conectada al cigüeñal).

[editar] Funcionamiento en distintos tipos de motores [editar] Diésel

Lado compresor, con entrada de aire por el lado de baja presión y conexión de alta presión a la membrana de la "Waste-Gate". En los motores diésel el turbocompresor está más difundido debido a que un motor diésel trabaja con exceso de aire al no haber mariposa, por una parte; esto significa que a igual cilindrada unitaria e igual régimen motor (rpm) entra mucho más aire en un cilindro diésel. Por otra parte, y esto es lo más importante, las presiones alcanzadas al final de la carrera de compresión y sobre todo durante la carrera de trabajo son mucho mayores (40 a 55 bares) que en el motor de ciclo Otto (motor de gasolina) (15-25 bares). Esta alta presión, necesaria

para alcanzar la alta temperatura requerida para la auto-inflamación o auto-ignición del gasóleo, es el origen de que la fuerza de los gases de escape, a igual régimen, cilindrada unitaria y carga requerida al motor sea mucho mayor en el diésel que en la gasolina.

[editar] Intercooler Artículo principal: Intercooler.

El aire, al ser comprimido, se calienta y pierde densidad; es decir, en un mismo volumen tenemos menos masa de aire, por lo que es capaz de quemar menos combustible y, en consecuencia, se genera menos potencia. Además, al aumentar la temperatura de isión aumenta el peligro de detonación, picado, o autoencendido y se reduce la vida útil de muchos componentes por exceso de temperatura, y sobreesfuerzos del grupo térmico. Para disminuir esta problemática se interpone entre el turbocompresor y la isión un "intercambiador de calor" o "intercooler". Este sistema reduce la temperatura del aire, con lo que se aumenta la densidad de éste, y que introducimos en la cámara de combustión. En el lado negativo, los intercambiadores de calor provocan una caída de presión, por lo que se disminuye la densidad del aire, aunque en muchos casos es necesario instalar uno para evitar la detonación o autoignición. Existen tres tipos de intercoolers: 1. Aire/aire: en estos el aire comprimido intercambia su calor con aire externo. 2. Aire/agua: el aire comprimido intercambia su calor con un líquido que puede ser refrigerado por un radiador o, en algunas aplicaciones, con hielo en un depósito ubicado en el interior del coche. 3. Criogénicos: se enfría la mezcla mediante la evaporación de un gas sobre un intercambiador aire/aire.

[editar] Demora de respuesta Los motores provistos de turbocompresores padecen de una demora mayor en la disposición de la potencia que los motores atmosféricos (NA Normal Aspiration o Aspiración Normal) o con compresor mecánico, debido a que el rendimiento del turbocompresor depende de la presión ejercida por éste. En esta demora influyen la inercia del grupo (su diámetro y peso) y el volumen del colector entre la turbina y la salida de los gases de escape del cilindro. Un turbocompresor no funciona de igual manera en distintos regímenes de motor. A bajas revoluciones, el turbocompresor no ejerce presión porque la escasa cantidad de gases no empuja con suficiente fuerza. Un turbocompresor más pequeño evita la demora en la

respuesta, pero ejerce menos fuerza a altas revoluciones. Distintos fabricantes de motores han diseñado soluciones a este problema. Un "biturbo" es un sistema con dos turbocompresores de distinto tamaño. A bajas revoluciones funciona solamente el pequeño, debido a su respuesta más rápida, y el grande funciona únicamente a altas revoluciones, ya que ejerce mayor presión. Un "biturbo en paralelo" o "twin turbo" es un sistema con dos turbocompresores pequeños de idéntico tamaño. Al ser más pequeños que si fuera un turbocompresor único, tienen una menor inercia rotacional, por lo que empiezan a generar presión a revoluciones más bajas y se disminuye la demora de respuesta. Un "turbocompresor asimétrico" consiste en poner un solo turbocompresor pequeño en una bancada (la delantera en el motor V6 colocado transversalmente) dejando la otra libre. La idea no es conseguir una gran potencia, sino que la respuesta sea rápida. Este sistema fue inventado por el fabricante sueco Saab y utilizado en el Saab 9-5 V6. Un "biturbo secuencial" se compone de dos turbocompresores idénticos. Cuando hay poco volumen de gases de escape se envía todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocompresores para lograr una mayor potencia y un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor Wankel del Mazda RX-7. Un "turbocompresor de geometría variable" (VTG) consiste en un turbocompresor que tiene un mecanismo de "aletas" llamadas álabes móviles que se abren y cierran haciendo variar la velocidad de los gases de escape al entrar en la turbina, a menor caudal de gases de escape (bajas revoluciones) se cierra el paso entre los álabes provocando que los gases aumenten la velocidad al entrar en la turbina, a mayor caudal (altas revoluciones) necesitamos más paso y estos se abren. Esto nos permite tener una presión de trabajo muy lineal en todo el régimen de trabajo del turbocompresor. En motores diésel es muy común pero en motores de gasolina solo Porsche ha desarrollado un turbo que soporta más de 1000 °C en el modelo Porsche 911 turbo (2007). También Mazda, tiene un prototipo de turbo eléctrico.[1] El sistema eléctrico del coche no puede dar suficiente caudal para el motor a altas revoluciones, pero sí a bajas; así ambos se complementan. Con baja carga y revoluciones, la ayuda eléctrica permite un rápido aumento de presión y después la turbina puede suministrar toda la potencia para comprimir el aire. Este sistema ahorra mucha más energía que combinándolo con un compresor mecánico movido por el motor. El sistema acompañado por un compresor mecánico ha tenido muy buenos resultados en prestaciones y consumos en el motor TSI del grupo Volkswagen (VAG).

[editar] Overboost

Se conoce como Overboost[2] el periodo durante el cual el sistema produce a plena carga una presión de sobrealimentación mayor a la normal, con objetivo de aumentar el par motor. Actualmente este sistema, con el control electrónico adecuado, puede tener en cuenta diferentes aplicaciones.

[editar] Evolución del turbocompresor Actualmente se está cambiando la filosofía de aplicación de los turbocompresores, antes primaba la potencia a altas revoluciones y ahora cada vez más, que el coche responda bien en todo el régimen de giro de uso. La válvula llamada waste-gate evita presiones excesivas que dañen el motor. La waste-gate o válvula de descarga es la que regula que cantidad de gases de escape se fugan de la caracola del turbo directamente hacia el escape mediante la apertura de la válvula, de esa forma a más gases fugados menos presión de turbo, con la válvula cerrada se alcanza la máxima presión del turbo al pasar todos los gases de escape por la caracola. La dump valve o válvula de alivio (mal llamada válvula de descarga por el ruido tan peculiar que hace al descargar al aire...) abre una fuga en el conducto de isión cuando se deja de acelerar para que la presión generada por la enorme inercia del turbo no sature estos conductos, evitando al mismo tiempo la brusca deceleración de la turbina, alargando su vida útil.

[editar] Refrigeración Normalmente el turbocompresor suele estar refrigerado con aceite que circula mientras el motor está en marcha. Si se apaga bruscamente el motor después de un uso intensivo, y el turbocompresor está muy caliente, el aceite que refrigera los cojinetes del turbocompresor se queda estancado y su temperatura aumenta, con lo que se puede empezar a carbonizar, disminuyendo su capacidad lubricante y acortando la vida útil del turbocompresor. El turbo timer es un sistema que mantiene circulando el aceite en el turbocompresor durante un lapso de tiempo después del apagado del motor. Algunos modelos funcionan con sensores que detectan la intensidad en el uso del turbocompresor para permitir la lubricación forzada del mismo por un tiempo prudencial después del apagado del motor.

[editar] Ventajas de usar un Turbocompresor Permite aumentar la potencia de un motor existente, sin la necesidad de hacer mayores cambios. Contribuye al rescate de la energía, ya que usa como medio propulsor los gases de escape del motor.

Añade poco volúmen y peso al motor, lo que permite encajarlo a un vehiculo sin modificaciones externas. Debido a que depende de la presión entre los gases de escape y el medio ambiente se autoajusta a cualquier altitud sobre el nivel del mar.

[editar] Los mejores motores con turbocompresor 6. Marca Nissan SR20DET Cilindrada: 1998cc (2 litros) Tipo de motor: DOHC 16V Turbocompresor:Si (T25 & T28 turbo) Potencia maxima: 245 hp@ 6400 rpm Torque maximo: 202 nm@4800 rpm Auto en el que fue utilizado: Con la potencia arriba mencionada (maxima para este motor), Nissan Silvia S15 Spec-R. Motor popular de Nissan, ademas del S15 variantes de menos potencia fueron utilizadas desde los Bluebird hasta los S13 y S14 (K's) y 180/200sx 5. Marca Subaru EJ257 Cilindrada: 2547cc (2.5 litros, aunque en realidad deberia ser 2.6 litros) Tipo de motor: DOHC AVCS 16v Turbocompresor: Si (turbo) Potencia maxima: 280 hp (Asia/Europa)/300 hp (EEUU) Auto en el que fue usado: Subaru WRX STi 2005-2007 (Asia/Europa)/ Subaru WRX STi MY 2004-2007 Recientemente en el tiempo Subaru cambio el tradicional 2.0 turbo del formato de rallies que venian teniendo sus Subaru para convertirlo en un 2.5 turbo para mejorar el rendimiento en la curva de par e incrementar el torque, para asi competir con su archirival: el Mitsubishi Lancer Evolution.

4. Marca Toyota 2JZ-GTE & 6G72 Cilindrada: 2997cc (3 litros) Tipo de motor: DOHC 6 cilindros en linea 24V Turbocompresor: Si (Twin turbo CT20A de ceramica para Japon, CT12B de acero para el exterior) Potencia maxima: 276hp@ 5600 rpm para Japon (oficialmente, se presume que su potencia real es superior). En el exterior la potencia declarada era de 320 hp Torque maximo: 315 lb/pie@4000 rpm para Japon. 323 lb/pie@4000 rpm para el exterior Auto en el que fue utilizado: Toyota Supra MkIV (Mark 4) 1993-1998/ Toyota Aristo (Lexus GS 300) El Supra Turbo es uno de los autos más espectaculares desarrollado por Toyota en los 90's. El motor 2JZ twin turbo tenia ciertas mejoras en el mercado americano y en EEUU q le otorgaban unos cuantos hp mas q en Japon. 3. Marca Mitsubishi 4G63 Cilindrada: 1997cc (2 litros) Tipo de motorOHC 16V MIVEC Turbocompresor: Si (un turbo) Potencia maxima:286hp. El Evo X tendria una potencia de 300 hp Torque maximo: 392Nm (289 lb/pie) Auto en el que fue utilizado: Con la potencia antes descrita, Mitsubishi Lancer Evolution IX (2005-2007). El motor ha sido utilzado en diversos autos de la firma desde 1987, como el Galant o el Eclipse, sin embargo es en el Lancer Evo donde se le ha sacado mayor provecho...286 hp para un 2.0 turbo... Mitsubishi permanece fiel al formato 2.0 turbo de su tradicion de autos de rallies, mientras que Subaru cambio a 2.5, ademas practicamente son autos de la misma potencia siendo el motor del EVO de casi 600cc menos.

2. Marca:Mazda 13B-REW Cilindrada: 1308cc (1.3 litros) Tipo de motor: Rotativo Wankel de dos rotores de 650 cc Turbocompresor: Si (Twin turbo Hitachi HT-12) Potencia maxima: 255 hp @ 6500 RPM (serie 6) 265 hp (serie 7) y 280 hp (serie 8) Torque maximo: 294.3 Nm @ 5000 rpm Auto en el que fue utilizado: Mazda RX7 FD3S 1992-2002 La versión twin turbo del 13B, 13B-REW se hizo famosa por su rendimiento y bajo peso. 1. Marca: Nissan RB26DETT Cilindrada: 2568cc (2.6 litros) Tipo de motor: DOHC 24V Turbocompresor:Si (twin turbo) Potencia maxima: 276 hp @ 6800 rpm (datos oficiales) Torque maximo: 293 lb-pie@ 4400 rpm Auto en el que fue utilizado: Skyline GTR R32/R33/R34, Stagea 260RS, Tommy Kaira ZZ II El motor de Godzilla, uno de los más populares de los últimos años y uno de los motores japoneses mas buscados, por su gran fiabilidad y facilidad para ser modificado. Hay versiones de más de 1300 hp y su bloque motor soporta modificaciones de hasta 1500 hp. Considerado como el mejor motor japonés antes fabricado. (megapost) turbo funcionamiento y tipos + yapa

Todos hemos oido hablar de los turbocompresores y del rendimientoque ofrecen en los veiculos modernos.Con el auge de las mecanicas turbodiesel de

gestion electronica y la merecida fama del motor 1.8T del grupo VAG, todos tenemos en mente que, hoy por hoy, un motor sin turbo es sinonimo de poca potencia. Pero ¿es eso cierto? Salvo honrosas excepciones, la respuesta es si.

el motor biturbo del bmw x5 es un claro ejemple de PRESION = POTENCIA

Un turbocompresor se encarga de aprovechar la energia de las gases de escape de un motor de combustion utilizandola para comprimirel aire fresco de la icion, el cual entrara en la camara de combustion para mezclarce con el combustible. Consta de una turbina y de un compresor unidos por un eje solidario. Los gases de escape pasan por el interior de la turbina haciendo que esta se ponga en movimiento, es en ese instante cuando se produce la transformacion de la energia termica en energia cinetica. Apartir del momento en el que tenemos energia cinetica (es decir, movimiento) por medio del eje solidario empieza a actuar el compresor. Esquema Basico de un Turbocompresor

El ciclo de funcionamiento de un turbocompresor es muy sencillo: los gases de escape saen del motor y pasan por la turbina generando movimiento, este movimiento es aprevechado por el compresor para tomar aire fresco y comprimirlo haciendolo circular por el circuito de ision, este aire pasa por el intrercooler (radiador que se utiliza para enfriar el aire) Hasta llegar a la camara de combustion, donde, tras mezclarce con el comustible en el carburador, explosiona y pasa a convertirse en gases de escape, volviendo a convertirce en gases de escape, volviendo a empezar asi el ciclo de funcionamiento del turbo. A la tecnica de utilizar un turbo sobre un motor se la conoce como sobrealimentacion. la sobrealimantacion sirve para poder disponer de una mayor cantidad de oxigeno en el mismo volumen de aire. Dicho de otramanera, podemos conseguir introducir mayor cantidad de oxigeno en la camara de combustion, con lo que se consecuentemente podemos inyectar mayor cantidad de combustible consiguiendo una explocion mas potente sin necesidad de aumentar el cubicaje de nuestro motor.

tipos de turbos

En el mercado existen 2 timos de principales de compresores:

Compresores mecanicos

Estos se accionan por medio de poleas y correas accionadas por la energia cinetica del motor del propio veiculo. Turbocompresores

Estos funcionan mediante la energia cinetica liberada por los gases de escape. Como todo sistema, cada uno de ellos tiene ventajas e inconvenientes. Los compresores mecanicos (utilizados principalmente por mercedes) ofrecen una respuesta inmediata al no funcionar por medio de los gases de escape, aunque como contrapartida restan potencia al motor al accionarce gracias al movimiento del mismo. Los turbocompresores no restan potencia al motor, son mas pequeños y eficases termicamente. Ofrecen un rendimiento exelente en medios y altos; por el contrario, su respuesta en bajos es practicamente nula. Existe un tiempo de carga de turbo (turbo-lag) que hace que la respuesta no sea inmediata, es necesario disponer de una determinada presion de gases de escape en la turbina antes de que esta pueda empezar a actuar. Necesitan mayores cuidados de uso y mantenimiento.

Es evidente que no se puede aprovechar siempre el %100 de los gases de escape que pasan por el turbo, de ahi la introduccion de las valvulas de escapede descarga (waste gate) Las valvulas de descarga pueden ser mecanicas o electromecanicas, su mision es la de mantener la presion de funcionamiento del sistema dentro del rengo de presiones deseadas por el fabricante, en caso de detectar que el sistema pasa de la presion maxima del sistema, la waste gate se abre liberando el exeso de presion del sistema, los gases de escape sobrantes son evacados por el escape con normalidad. aca abajo muestra la waste gate alado de la entrada de gases del motor

Con la masiva introdiccion de la gestion electronica, estas valvulas han pasado a tener un control electrico aunque su funcionamieto siga siendo mecanico. Desde hace años se ha generalizado el uso de turbos de geometria variable; estos turbos se caracterizan por poder variar la disposicion de los alabes de la turbina segun las necesidades de funcionamiento del motor. Con esto se consuigue poder optimizar la respuesta del turbocompresor en todos los regimnes de funcionamiento, asi como eliminar la necesidad de montar valvulas de descarga. La contrapartida es que se trata de turbos mas caros que presisan de un mayor mantenimiento. geometria variable Existen 2 tipos de turbos de geometria variable, los de campana y los de alabes. de campana

de alabes

En albos casos la regulacion se produci variando la pocision de los alabes o de la campana para consequir un mayor o menor caudal de gases circulando por el turbo. La principal caracteristica de los turbos de geometria variable es que ofrecen un rendimiento exelente en vajas y aseguran un optimo funcionamiento en altas al poder controlar en todo momento la geometria de la turbina y la sobrepresion del sistema.

YD

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