Qué es un turbo? Qué función tiene?

Los motores marinos diesel son adaptaciones de motores industriales que en ocasiones también se instalan en automoción, su confianza y fiabilidad está ampliamente comprobada.  El motor es el mismo, lo que cambia es la refrigeración. Así que en ambos casos, podemos disponer de un par mayor con una mecánica turboalimentada en lugar de una atmosférica.

Qué es un turbo y para qué sirve

El turbo existe desde principios del S. XX, pero su evolución ha sido lenta hasta que se incorporó en los vehículos equipados con motor diésel. A partir de los años 40 el diseño del ingeniero de automoción Alfred J Büchi se va implantando en instalaciones industriales, marinas, etc. La detonación en los motores diesel se genera por compresión. El combustible no se inyecta hasta que el pistón se sitúa en el punto muerto superior, donde termina la fase de compresión. El turbo lo que hace es que entre más cantidad de aire en el cilindro, comprimiéndolo. Manteniendo la misma cilindrada y régimen de motor (rpm). Se alcanzan también presiones mayores que en los motores de gasolina, sobretodo en la expansión, de 15-25 bar a 40-55 bar. Si introducimos más aire en el cilindro, aumentamos la cantidad de oxígeno y podemos quemar más combustible, aumentando así la potencia del motor

Cómo conseguimos aumentar la presión

Tal y como indica su nombre, el turbocompresor es una turbina accionada por los gases de escape girando solidariamente con un compresor centrífugo. Éste absorbe el aire atmosférico previo paso por un filtro de aire y lo introduce al interior de la cámara de combustión a mayor presión. Los gases de escape ceden su energía interna a la turbina y salen axialmente. Con el intercooler compensaremos el aumento de temperatura y reducimos el volumen del aire, así pues, conseguiremos introducir todavía más aire en el cilindro y aumentar todavía más la potencia del motor. La energía absorbida por la turbina proviene de los gases de escape y supone una pérdida mínima de potencia para el motor, que se compensa con los amplios beneficios del compresor.

turbo_compresor_marino

Partes y tipos de turbo

Los motores con sobrealimentación turbo están formados por una turbina que gira gracias a los gases de escape y un compresor. El compresor es el que se encarga de tomar el aire que procede del filtro y lo introduce a presión en los cilindros. Lo une un eje.

turbo-compresor_partes

1.- Compresor
2.- Álabes de turbina
3.- Eje común
4.- Válvula de descarga o válvula wastegate

Compresor de turbina fija

Los turbos de geometría fija se han usado tanto en motores diesel como gasolina, tienen muy pocas piezas móviles, proporcionan un tiempo de respuesta mayor y les cuesta arrancar. Son los más económicos y los más fiables por su sencillez, no tienen tanta capacidad para aumentar las prestaciones del motor como los turbos de geometría variable.

turbo_compresor_turbina_fija

 

Turbina de geometría variable

Es el tipo de turbo que nos vamos a encontrar en los motores diesel. Estas turbinas están equipadas con una corona de álabes directrices móviles. Cuando bajan las revoluciones del motor y hay menos caudal de gases de escape, se cierra el paso entre los álabes y se reduce el ángulo de incidencia de los gases con respecto a la turbina. Cuando suben las revoluciones y aumenta el caudal, se abren los deflectores y el turbo aumenta de revoluciones rápidamente.

 Partes de un Turbo compresor de geometría variable

 

turbo-compresor_partes

 

1.- Turbina
2.- Alabes
3.- Plato o corona
4.- Leva
5.- Rodete del compresor
6.- Vástago o varilla roscada
7.- Tuerca de ajuste de longitud de varilla
8.- Cápsula neumática

 

Funcionamiento de la geometría variable según el régimen del motor

Observamos en la siguiente imagen la diferencia de los álabes entre el motor a bajas rpm (izquierda) y a altas (derecha)

turbo_compresor_geometria_variable

1.- cápsula manométrica
2.- Plato o corona
3.- Álabe
4.- Turbina

Compresor twin scroll

Es el más moderno de los sistemas. Tienen dos entradas que canalizan el aire de forma independiente a cada cilindro. Proporcionan prestaciones muy constantes en todas las revoluciones ya que optimizan la presión de los gases de escape para mover la turbina.

compresor_twin_scroll

 

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