Sobrealimentación del motor

TurbocompresorEl turbo actúa por la salida de los gases de escape, es un sistema de sobrealimentación del motor. Está formado por:

Parte del escape: tiene una carcasa fabricada en fundición y una turbina fabricada en aleaciones de iconiquel.

Parte de admisión: tanto la carcasa como la turbina son de aleaciones de aluminio.

El eje que une las dos turbinas; tiene que estar perfectamente equilibrado ya que el turbo gira a elevada velocidades. El eje gira sobre cojinetes, pero giro de forma flotante es decir por los dos lados aceite.

Retenes: en el lado de admisión pueden usarse retenes de goma; pero en el lado de escape debido a las altas Tª se utilizan segmentos.

Un punto importante en los turbos es el engrase de estos; puesto que giran a un alto régimen de hasta 250000 rpm, por tanto una falta de lubricación provocaría un gripaje del turbo.Un motor turbo tiene dos fases de funcionamiento; una en la que el turbo gira pero no genera presión de sobrealimentación, esto suele ser hasta unas 2000 rpm del motor. A partir de las 2000 rpm del motor se dice que esta es la velocidad de enganche, los gases de escape salen con suficiente fuerza como para hacer que el turbo genere presión de sobrealimentación.

Refrigeración del aireLo que se consigue con el turbo es comprimir el aire, y por tanto aumenta su volumen entrando en un mismo volumen menor cantidad de O2.Para conseguir que entre la misma cantidad de O2 se interpone en entre el turbo y el colector un radiador, llamado intercooler. La misión del intercooler es enfriar el aire de admisión, consiguiendo bajar la Tª del aire entre 40 y 50ºC.En algunos casos el intercooler es un intercambiador aire-aire y en otros casos aire-agua.

Limitación de la limitación de la presión del turboEs necesaria una limitación del soplado del turbo, tanto para proteger la mecánica del motor como la mecánica del turbo.Sistemas de limitación

Válvula wasgate: esta válvula limita la presión de soplado en función de la presión que genera el turbo. La cámara de la válvula es conectada al colecto de admisión; al superar la presión el taraje del muelle se abre dicha válvula y la mayor parte de los gases de escape se dirigen directamente al escape.

Turbo con wasgate pilotada: estas válvulas funcionan igual que las wasgate normales; lo único que el paso de presión está controlado por una electroválvula pilotada por la UCE. En función de la presión que un MAP mida en el colector de admisión activara o no la válvula para limitar la presión de soplado. Este sistema tiene la ventaja que en función de las solicitudes que se pidan al motor, puede permitir por ejemplo en una aceleración un poco mas de presión de soplado.

Turbo de geometría variable: este turbo no incorpora válvula wasgate, la forma de regular la presión de soplado es por medio de unos alabes que incorpora en la carcasa de escape. El movimiento de los alabes se consigue con una capsula accionada por vacio por medio de una electroválvula pilotada por la UCE.

Funcionamiento: A bajas rpm, la capsula

tiene vacio y la distancia entre alabes es pequeña es decir están cerrados. Los gases de escape al salir y pasar por el pequeño paso aumentan su velocidad y el turbo gira más rápidamente.

A altas rpm, la capsula esta sin actuar y la distancia entre los alabes es mayor y lo gases de escape no inciden con tanta velocidad consiguiendo así limitar la presión de soplado del turbo.

Existen unos turbos de tipo campana que son de geometría variable; en este caso lo que se desplaza es una campana que permite que los gases de escape incidan sobre la turbina menos y a altas rpm incidan sobre mayor superficie.

Motores biturboAlgunos motores para conseguir la sobrealimentación desde bajas rpm se montan dos turbos.Funcionamiento del sistema biturbo:

Ralenti-1800 rpm: la mariposa de control del escape está cerrada impidiendo el funcionamiento del turbo 2; únicamente funciona el turbo 1 de menor tamaño.

Entre 1800-3000 rpm: parte de los gases de escape pasan por la mariposa de escape y accionan el turbo 2 apoyando el funcionamiento del turbo 1. Progresivamente se va abriendo la mariposa de escape.

Más de 3000 rpm: la mariposa de escape está abierta totalmente; por tanto los gases de escape se desvían al turbo 2 proporcionando solamente este la presión de soplado.

Otros motores, en vez de montar dos turbos montan un turbo y un compresor de accionamiento mecánico.

Funcionamiento motor con compresor y turbo:

Hasta 2400 rpm: el compresor esta accionado continuamente; la presión generada está controlada por una mariposa electrónica.

Entre 2400-3500 rpm: la velocidad de los gases de escape es suficiente como para hacer que el turbo genere presión suficiente; en caso necesario se conecta el compresor dando apoyo al turbo.

Más de 3500 rpm: el turbo funciona solo sin ser necesaria la ayuda del compresor, puesto que los gases de escape salen ya con gran fuerza.

Averías del turboLas averías más frecuentes en un turbo son; un desequilibrado del eje, una falta de engrase y por tanto un gripaje del mismo, fugas de aceite que pueden provocar en la admisión una retroalimentación del motor, y una regulación de la presión de soplado inadecuada.