Mecánica de autos

A dimensiones y regímenes prácticamente idénticos, la sobrealimentaron del motor diésel mediante turbocompresor supone una ganancia de potencia en relación al método de aspiración libre (atmosférica). La potencia útil se puede incrementar en función del incremento sensible de la masa de aire, ademas, a menudo es posible reducir el consumo especifico de combustible.

Como se realiza la sobrealimentacion de un motor diésel

La sobrealimentacion del motor diésel se realiza mediante un turbo compresor de gases de escape. Los residuos de la combustión, producidos por el motor, ya no son expulsados inútilmente a la atmósfera, sino que se utilizan para accionar la turbina de un compresor, cuya velocidad de rotación puede superar las 100 000 revoluciones por minuto. La turbina va conectada al compresor del turbo por medio de un árbol o eje. El compresor aspira el aire y lo envía, bajo presión, a la cámara de combustión  del motor. Con ello, no solo aumenta la presión del aire aspirado, sino también su temperatura. Si la temperatura es demasiado elevada, se procede a enfriar el aire entre la entrada del turbocompresor y la del motor, ya que cuando el aire esta caliente ocupa mas espacio o volumen y eso no es conveniente ya que enfriandolo metemos mas masa de aire en la cámara de combustión.

Existen muchas ventajas pero entre las ventajas principales se pueden citar:

1 El aumento de la potencia de el motor, ya que permite introducir al la cámara de combustión mas aire y combustible, entre un 30 y 40 % mas, lo cual permite optimizar la combustión.
2 Incrementa el REPRISE o respuesta mas rápida de el motor, ya que la curva de par de el motor se modifica, adelantándose este y consiguiendo una curva mas plana y de mayor valor.
3 Mejora el consumo especifico (relación caballo de fuerza/gramo/hora) esto significa que se genera mayor potencia en el motor y se gasta el mínimo de combustible.
4 Reduce la emisión de humos y emisiones contaminantes al realizar la combustión con una mayor aportación de oxigeno, esto ademas trae consigo una importante reducción de residuos que se alojan en la cabeza de el pistón, alojamientos de segmentos, válvulas y otros que a través de el cilindro, llegan al cárter con el perjuicio de contaminar el aceite lo cual nos alarga la vida útil de el motor.
5 Recuperación de potencia en altura, gracias a que el turbocompresor inyecta mas cantidad de aire al cilindro esto evita que el motor se asfixie, por la disminución de la presión atmosférica, fenómeno que se produce en carreteras y puertos de montaña.
6 No se puede decir que un motor turbocomprimido reduzca su vida porque se fatigue mas, debido a que con mayor potencia , se logra antes velocidad máxima y una vez lograda se mantiene un menor consumo de combustible. Pero la potencia máxima solo se va utilizar en momentos determinados (pendientes, urgencias etc.) Es decir la prestaciones de el motor son superiores sin que para lograrlas haya que fatigar al motor.

Como funciona un motor con turbo

Cuales son las partes de un turbocompresor

Su funcion es  aprovechar la fuerza con la que salen los gases de escape para impulsar una turbina colocada en la salida del colector de escape, dicha turbina se une mediante un eje a un compresor. El compresor esta colocado en la entrada del colector de admisión, con el movimiento giratorio que le transmite la turbina a través del eje común, el compresor eleva la presión del aire que entra a través del filtro y consigue que mejore la alimentación del motor. El turbo impulsado por los gases de escape alcanza velocidades por encima de las 100.000 rpm, por tanto, hay que tener muy en cuenta el sistema de engrase de los cojinetes donde apoya el eje común de los rodetes de la turbina y el compresor. También hay que saber que las temperaturas a las que se va ha estar sometido el turbo en su contacto con los gases de escape van a ser muy elevadas (alrededor de 750 ºC).

Partes de un turbocompresor

Los elementos principales que forman un turbo son el eje común, que tiene en sus extremos los rodetes de la turbina y el compresor este conjunto gira sobre los cojinetes de apoyo, los cuales han de trabajar en condiciones extremas y que dependen necesariamente de un circuito de engrase que los lubrica Por otra parte el turbo sufre una constante aceleración a medida que el motor sube de revoluciones y como no hay limite alguno en el giro de la turbina empujada por los gases de escape, la presión que alcanza el aire en el colector de admisión sometido a la acción del compresor puede ser tal que sea mas un inconveniente que una ventaja a la hora de sobrealimentar el motor. Por lo tanto se hace necesario el uso de un elemento que nos limite la presión en el colector de admisión. Este elemento se llama válvula de descarga o válvula waste gate .  

Un turbo funciona por el sistema de gases de escape. Su principal tarea es comprimir aire y forzarlo en el motor, de tal modo más combustible puede ser quemado. 

El combustible se aprovecha más, se combustiona eficientemente de modo optimizado, lo que redunda en una mayorperformance del motor. 

La performance desde el motor es resultante del incremento en la potencia, más caballos de fuerza para desplazar el vehículo. 

El turbo es también conocido como turbocargador, lleva ya muchos años disponible, casi tantos como el motor de combustión interna. 

Un turbocargador cuenta con dos ruedas en su interior, una se llama turbina y se ubica en el sistema de escape. Los gases que dejan el motor luego de la combustión causan que la turbina gire a su paso y el movimiento se traslada al eje de la misma. 

En el otro extremo del eje se encuentra el impelador o rueda del compresor. Esta tira del aire y lo fuerza hacia el interior del motor. 

Para que todo el trabajo sea efectivo, el impelador típicamente gira entre 120.000 y 150.0000 RPM (revoluciones por minuto). Muchas clases de artefactos girando a tremenda velocidad requieren de lubricación especial y de un sistema de enfriamiento. 

El sistema de lubricación de un turbocargador puede funcionar aislado o recibir aceite desde el motor. Para enfriamiento, el sistema requiere del doble de circulación, un sistema separado puede bombear desde un recurso central a un periférico como el sistema de enfriamiento del motor. 

La turbina también puede ser enfriada por aire, pero el uso de aceite y del sistema de enfriamiento del motor es lo más común encontrado en las aplicaciones mecánicas automotrices. 
Algunas clases especiales de equipamiento pueden emplear una película especial que puede reducir o eliminar la necesidad de lubricación y reducir los requerimientos de enfriamiento. 

El principio de los turbos descansa en el flujo de los gases de escape pasando a través de la turbina, solamente hacer girar la misma una vez el motor está en marcha, por lo tanto hay un retardo entre el comienzo del encendido del motor y el comienzo de la rotación de la turbina. 

Se requiere de un nivel de rotación adecuado para conseguir una mejora sensible u optimización de la combustión en el motor por la incorporación de aire a presión. El retardo en la respuesta se conoce como "turbo lag" (explicado en otro artículo de este sitio) y es considerado el lado flaco en comparación al funcionamiento de los supercargadores. 

La turbina y el impelador están cada uno contenidos en su propia locación y compartimento en lados opuestos. 

Los compartimentos coleccionan y dirijen el flujo de los gases. La medida y la forma pueden determinar la performance característica de los tipos promedio de turbocargadores. 

El área del cono al radio del centro del dispositivo se expresa como ratio AR, A/R o A:R. A menudo la misma estructura básica de ensamblado puede estar disponible según los fabricantes con múltiples opciones de relaciones para la turbina y también para el compresor. Eso permite a los diseñadores del sistema de motor ajustarse al compromiso entre performance, respuesta y eficiencia para una determinada aplicación o preferencia