Turbocompresores: cómo funcionan. y que puede salir mal
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¿Qué son los turbocompresores? ¿Cómo trabajan?
En términos simples, un turbocompresor, también conocido como «turbo», es un tipo de compresor de aire que funciona con una turbina y se usa para aumentar la potencia de un motor sin aumentar significativamente el peso de la unidad de potencia. Lo hace comprimiendo el flujo de aire del motor, forzando una mayor cantidad de aire en los cilindros. Al ayudar a los cilindros a tomar más aire, permite que se queme más combustible en las cámaras de combustión, aumentando así la potencia. Además, al utilizar gases para aumentar la producción, reduce las emisiones de carbono del vehículo.
El turbocompresor está montado en el colector de escape del motor. Su turbina gira cuando los gases de escape de los cilindros fluyen a través del mecanismo, que acciona la bomba de aire. Cuanto más escape fluye a través de la turbina, más rápido gira, alcanzando velocidades de hasta 150.000 revoluciones por minuto. Un eje conecta el componente del ventilador al compresor de aire, que presuriza el aire que se suministra a los pistones.
Componentes adicionales del sistema de turboalimentación
- Wastegates
La desventaja de los turbos es que no funcionan instantáneamente. La turbina tarda un breve período de tiempo en acelerar para dar al motor ese impulso, creando lo que se conoce como retraso del turbo. Para reducir esto, los fabricantes pueden optar por componentes más pequeños y livianos que funcionan más rápido; sin embargo, existe el riesgo de que el turbo sea demasiado rápido y se genere demasiada presión. Aquí es donde entra en juego la válvula de descarga. Una válvula de descarga es una válvula que se abre para redirigir el gas lejos del turboventilador cuando detecta que la presión de sobrealimentación es demasiado alta. Como resultado, el ventilador comienza a disminuir la velocidad.
- el intercooler
No hace falta decir que este sistema está sujeto y genera una cantidad extrema de calor. El intercooler está ahí para reducir la temperatura del aire comprimido antes de que llegue al motor. El aire más frío contiene más moléculas de aire que el aire caliente. Al aumentar la densidad del aire, el intercooler mejora la combustión y mejora aún más el rendimiento de la unidad de potencia.
- Aspectos
Los rodamientos del sistema deben poder soportar las altas temperaturas y velocidades de rotación. Esto significa que la mayoría de los rodamientos estándar no se pueden usar para soportar los componentes. La mayoría de los sistemas utilizarán rodamientos de bolas avanzados o rodamientos de fluidos que crean menos fricción.
Tipos de turbo
- Turbo simple
Este es uno de los tipos más comunes, así como el más asequible. Varían en tamaño, lo que significa que sus características de torque también varían, sin embargo, tienen rangos de RPM limitados. Los mecanismos más grandes proporcionan más potencia de gama alta, mientras que los más pequeños son más rápidos pero mejores para proporcionar potencia de gama baja. Turbo lag también es un problema frecuente para este tipo de turbocompresor. - Twin-Turbo
Estos sistemas incluyen dos mecanismos de turboalimentación. Por ejemplo, se puede agregar uno a cada banco de cilindros en motores V6 o V8. Otro método conocido como turboalimentación secuencial consiste en instalar un mecanismo único de bajas RPM y un mecanismo de altas RPM para ampliar el alcance de la unidad. Sin embargo, la instalación de dos componentes dificulta el mantenimiento y aumenta los costos asociados. - Turbo de desplazamiento doble
La carcasa de la turbina tiene un diseño diferente con una espiral que se divide en dos partes, lo que crea dos caminos para los gases de escape. Una ruta estará conectada a un conjunto de cilindros diferente a la otra ruta. De esta manera, el aire se entrega de manera más eficiente y tiene una mayor densidad. - Turbo de geometría variable (VGT)
Estos costosos mecanismos se utilizan a menudo en motores diésel. Los VGT cuentan con paletas aerodinámicas dentro de la carcasa de la turbina que pueden ajustar la relación aire-radio para que coincida con las RPM del motor. Esto significa que a bajas RPM, la relación es baja para aumentar la velocidad y la presión de los gases de escape, lo que permite que el turbo funcione con mayor eficacia. A altas revoluciones, una relación más alta aumenta el flujo de aire. - Variable Twin Scroll Turbo (VTS)
Los sistemas VTS combinan características de los mecanismos de desplazamiento doble y VGT para una mayor eficiencia a un precio más bajo. Por ejemplo, a bajas revoluciones, una de las espirales se cierra con una válvula, lo que obliga al aire a entrar en la otra espiral. La válvula ajusta el flujo de aire de acuerdo con la velocidad del motor. Estos sistemas también son adecuados para vehículos de gasolina. - Turbo eléctrico
Estos dispositivos se utilizan para abordar el retraso del turbo y ayudar a los turbocompresores convencionales cuando funcionan a revoluciones más bajas. El motor eléctrico alimenta el compresor cuando el automóvil comienza a moverse y cuando el flujo de aire no es lo suficientemente fuerte. Este sistema es mucho más eficiente en este sentido pero, al mismo tiempo, más complejo ya que los componentes eléctricos también necesitan ser alimentados y refrigerados.
¿Cómo sé si mi turbocompresor está funcionando correctamente?
Todas las piezas del automóvil dejan de funcionar eventualmente, incluidas las piezas del turbocompresor. Es importante conocer los síntomas de un mal turbo, para que pueda responder rápidamente y evitar daños mayores.
Síntomas comunes:
- ! Aceleración lenta. Si la aceleración se retrasa o notas que ha habido una reducción de potencia, puede ser un buen momento para revisar el sistema de turboalimentación. La pérdida de energía es un síntoma clave de una fuga de refuerzo.
- ! Emisiones de escape excesivas. Es posible que note una cantidad anormal de humo de escape proveniente de su vehículo. Esto puede ocurrir si hay grietas en la carcasa del turbo o en los sellos que causan fugas de aceite en el sistema de escape. Si el aceite se quema, habrá más humo.
- ! Mayor consumo de combustible. Se supone que el mecanismo de la turbina reduce el desperdicio y mejora la economía de combustible del vehículo. Si falla, el vehículo puede consumir más combustible, aunque hay muchas causas posibles para esto, incluidas las fugas de combustible.
- ! La luz de alarma del motor está encendida. Es recomendable verificar los códigos de problemas en la computadora interna del automóvil con un lector de códigos. Los DTC P0299, P0045 OBD-II, P22262 OBD-II y P0234 indican que hay un problema con el turbocompresor.
- ! Un fuerte gemido o ruido de sirena. Esto podría deberse a tuberías sueltas o aspas de ventilador defectuosas.
