Turbocompresores

1 >> Introducción
La aparición de la sobrealimentación dentro del motor ha conseguido mantener
la potencia en condiciones adversas en donde la presión es más baja y
la cantidad de mezcla que se introduce al motor es menor, como puede ocurrir
en trayectos de montaña a gran altitud o zonas de altas temperaturas.
La sobrealimentación consigue aumentar el par motor y la potencia
del vehículosin variar la cilindrada ni el régimen del motor, elevando
el valor de la presión media efectiva del cilindro del motor.
Así pues, solo se conseguirá aumentar el par y la potencia colocando en el
interior del cilindro un volumen de aire (motores diésel) o de mezcla (aire
y gasolina para los motores de gasolina) mayor que el que entra en una aspiración
normal o natural (motores atmosféricos).Un motor sobrealimentado puede conseguir hasta un 40% más de potencia
que un motor de iguales características no sobrealimentado. Este aumento
de potencia se debe tener en cuenta a la hora de fabricar los motores
con el objetivo de evitar sobrecalentamientos del motor o presiones y
temperaturas excesivas de encendido en la cámara de combustión provocados
por la alta capacidad de entrega deaire y presión. De todas formas,
se emplean dispositivos que limitan la velocidad máxima o rendimiento
de potencia para evitar perjudicar al motor.
Para realizar la sobrealimentación se necesita una máquina capaz de tomar
el aire a la presión atmosférica y comprimirlo para conseguir una sobrepresión.
Este trabajo se encomienda a los compresores.
Los compresores se pueden clasificar de lasiguiente forma:
– Turbocompresores. Son de tipo centrífugo. Se suelen denominar como
turbo y son accionados por los gases de escape (figura 9.1.A).
– Compresores volumétricos. Son accionados de forma mecánica por el cigüeñal
del motor por medio de correas o engranajes (figura 9.1.B).
– Comprex. Son accionados de la misma forma que los compresores volumétricos.
También llamados compresores deondas a presión ya que la energía
necesaria para la sobrealimentación es transmitida por contacto directo
entre los gases de escape y los de admisión mediante ondas de presión.
1 Gases de escape 2 Aire 3 Engrase
A B
Práctica 15
410
9.2. Situación del turbocompresor en
el motor.
1
4
3
2
9.4. Estructura del turbocompresor.
Colector de escape
Válvula
reguladora de
presión
de sobrecargaTurbina Eje turbocompresor
Rueda compresora
Refrigerador de aire
Filtro de aire
Colector de admisión
By-pass
9.3. Funcionamiento básico del turbocompresor.
2 >> El turbocompresor
El turbocompresor es una bomba de aire diseñada para operar con la
energía que normalmente se pierde en los gases de escape del motor.
Estos gases impulsan la rueda de turbina (lado escape) que va acoplada ala rueda de compresor (lado admisión). Cuando giran, aportan un gran volumen
de aire a presión, aumentando la presión en las cámaras de combustión
del motor (figura 9.3).
El turbocompresor es el más utilizado porque no consume potencia del
motor y puede girar a más de 100 000 rpm. Se pueden clasificar en :
– Turbocompresores de geometría fija.
– Turbocompresores de geometría variable.
2.1 >Turbocompresor de geometría fija
El conjunto turbocompresor está formado principalmente por una turbina
(2) y un compresor (1) (figura 9.4) que se encuentran introducidos en
sus respectivas carcasas de forma opuesta y unidas ambas por un eje común
(3). Tanto la turbina como el compresor contienen álabes para conseguir
aumentar la presión de alimentación. En una parte anexa al turbo
tambiénse encuentra la válvula de descarga (4) wastegate, que se encarga
de limitar la presión de sobrealimentación del turbo desviando una cantidad
de gases de escape directamente al escape sin pasar por la turbina.
La carcasa de la turbina tiene forma de caracol para aumentar la velocidad
de los gases haciéndolos incidir con mayor fuerza sobre sus álabes.
La carcasa del compresor tiene el mismo...