El principio de funcionamiento del turbocompresor y su diseño.

Un turbocompresor (turbina) es un mecanismo utilizado en automóviles para forzar el aire en los cilindros de un motor de combustión interna. En este caso, la turbina es accionada únicamente por el flujo de gases de escape. El uso de un turbocompresor le permite aumentar la potencia del motor hasta en un 40% manteniendo su tamaño compacto y bajo consumo de combustible.

Cómo está dispuesta la turbina, el principio de su funcionamiento.

El turbocompresor estándar consta de:

1. Vivienda. Fabricado en acero resistente al calor. Tiene forma helicoidal con dos tubos de dirección diferente provistos de bridas para su instalación en un sistema de presurización.
2. Rueda de turbina. Convierte la energía del escape en rotación del eje sobre el que está rígidamente fijado. Fabricado con materiales resistentes al calor.
3. Rueda compresora. Recibe la rotación de la rueda de la turbina y bombea aire a los cilindros del motor. El impulsor del compresor suele estar hecho de aluminio, lo que reduce las pérdidas de energía. El régimen de temperatura en esta zona es cercano a lo normal y no se requiere el uso de materiales resistentes al calor.
4. Eje de turbina. Conecta las ruedas de la turbina (compresor y turbina).
5. Cojinetes lisos o cojinetes de bolas. Necesario para conectar el eje en la carcasa. El diseño puede equiparse con uno o dos soportes (cojinetes). Estos últimos son lubricados por el sistema de lubricación general del motor.
6. válvula de derivación PAGSDiseñado para regular el flujo de gases de escape que actúan sobre la rueda de la turbina. Esto le permite controlar la potencia de impulso. Válvula con actuador neumático. Su posición está controlada por la ECU del motor, que recibe una señal del sensor de velocidad.

El principio básico de funcionamiento de la turbina en los motores de gasolina y diésel es el siguiente:

• Los gases de escape se dirigen a la carcasa del turbocompresor donde actúan sobre los álabes de la turbina.
• La rueda de la turbina comienza a girar y acelerar. La velocidad de rotación de la turbina a altas velocidades puede alcanzar las 250 rpm.
• Después de pasar por la rueda de la turbina, los gases de escape se descargan en el sistema de escape.
• El impulsor del compresor gira en sincronía (porque está en el mismo eje que la turbina) y dirige el flujo de aire comprimido al intercooler y luego al colector de admisión del motor.

Características de la turbina

En comparación con un compresor mecánico accionado por un cigüeñal, la ventaja de una turbina es que no extrae energía del motor, sino que utiliza energía de sus subproductos. Es más barato de fabricar y más barato de usar.

Aunque técnicamente la turbina de un motor diesel es esencialmente la misma que la de un motor de gasolina, es más común en un motor diesel. La característica principal son los modos de funcionamiento. Por lo tanto, se pueden usar materiales menos resistentes al calor para un motor diésel, ya que la temperatura de los gases de escape tiene un promedio de 700 °C en los motores diésel y de 1000 °C en los motores de gasolina. Esto significa que no es posible instalar una turbina diésel en un motor de gasolina.

Por otro lado, estos sistemas también tienen diferentes niveles de presión de sobrealimentación. En este caso, se debe tener en cuenta que la eficiencia de la turbina depende de sus dimensiones geométricas. La presión del aire insuflado en los cilindros es la suma de dos partes: 1 la presión atmosférica más el exceso de presión creado por el turbocompresor. Puede ser de 0,4 a 2,2 atmósferas o más. Dado que el principio de funcionamiento de la turbina en un motor diésel permite absorber más gases de escape, el diseño de un motor de gasolina no se puede instalar ni siquiera en motores diésel.

Tipos y vida útil de los turbocompresores.

La principal desventaja de la turbina es el efecto "turbo lag" que se produce a bajas velocidades del motor. Representa un retraso de tiempo en respuesta a un cambio en la velocidad del motor. Para superar esta deficiencia, se han desarrollado varios tipos de turbocompresores:

• Sistema de doble desplazamiento. El diseño prevé dos canales que separan la cámara de la turbina y, como resultado, el flujo de gases de escape. Esto asegura tiempos de respuesta más rápidos, la máxima eficiencia de la turbina y evita la obstrucción de los puertos de escape.
• Turbina con geometría variable (tobera con geometría variable). Este diseño se usa más comúnmente en motores diesel. Proporciona un cambio en la sección transversal de la entrada a la turbina debido a la movilidad de sus palas. Cambiar el ángulo de rotación le permite ajustar el flujo de gases de escape, ajustando así la velocidad de los gases de escape y la velocidad del motor. En los motores de gasolina, las turbinas de geometría variable se encuentran a menudo en los autos deportivos.

La desventaja de los turbocompresores es la fragilidad de la turbina. Para los motores de gasolina, esto es un promedio de 150 kilómetros. Por otro lado, el recurso de turbina de un motor diésel es un poco más largo y promedia 000 kilómetros. Con una conducción prolongada a alta velocidad, así como con una elección incorrecta del aceite, la vida útil puede reducirse dos o incluso tres veces.

Dependiendo de cómo funcione la turbina en un motor de gasolina o diesel, se puede evaluar el rendimiento. La señal a comprobar es la aparición de humo azul o negro, disminución de la potencia del motor, así como la aparición de un silbido y traqueteo. Para evitar averías, es necesario cambiar el aceite, los filtros de aire y realizar un mantenimiento regular a tiempo.