Como funciona un turbo…

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Introducción: ¿Que es un turbo?

Un turbo es esencialmente un turbocompresor volumétrico accionado por los gases del escape del motor, cuya misión fundamental es aumentar la presión del aire en la admisión, para de este modo incrementar la cantidad del mismo que entra en los cilindros del motor, permitiendo que este se mezcle eficazmente con una mayor cantidad de combustible. De este modo, el par motor (o torque) y la potencia pueden incrementarse.

Funcionamiento detallado:

Los motores de combustión interna en la realidad aprovechan menos de un 25% de la energía producida en la etapa de combustión, el resto se pierde por rozamiento mecánico (fricción que se transforma en calor), transferencia térmica (perdida de calor) y por la energia (energía interna y cinética) que lleva la masa de gases de escape. El turbocompresor aprovecha la energía cinética (de movimiento) almacenada en los gases de escape con un dispositivo que consta de una pequeña turbina, haciéndola girar a grandes velocidades. Dicha turbina está unida por un eje a un compresor volumétrico (rueda con una docena o más de álabes o paletas). Cuando gira la turbina también gira el compresor y las paletas curvadas (álabes) succionan el aire de la atmósfera lo hacen girar y lo impulsan a mucha velocidad hacia un difusor (tubo o conducto cónico con mayor área de salida que de entrada) que se encuentra en la carcasa del compresor haciendo que el aire disminuya su velocidad y aumente considerablemente la presión.

En la turbina se produce el efecto contrario; en la carcaza de ésta se encuentra situada una tobera (tubo o conducto cónico con mayor área de entrada que de salida) por la cual pasan los gases de escape a alta presión, la cual disminuye y en consecuencia aumenta considerablemente su velocidad haciendo girar la turbina a altísimas revoluciones.

Gracias al aumento de presión que produce el compresor, el aire entra en el sistema de admisión del motor a través del carburador o mariposa (en el caso de motores a inyección) donde se mezcla con la cantidad de combustible necesaria y llega a la cámara de combustión para seguir el proceso normal del ciclo. Existen otro tipo de configuracion (no muy usada), la cual consiste en carburar el aire (lo mezclarlo con el combustible utilizando un carburador) antes de que pase por el compresor para ser comprimido.

Este hecho de que la mezcla aire-combustible esté a altas presiones quiere decir que una proporción mayor de ella entra en el cilindro que en los motores aspirados.
Como la energía interna de la mezcla es proporcional a su masa, al entrar más mezcla en cada cilindro el motor obtiene más energía. De esta forma que el turbo aumenta significativamente el rendimiento del mismo (ejemplo: el motor Honda Fórmula 1 de 1985 erogaba 1082 CV con 1,5 Lts de cilindrada).
Es necesario calcular el tamaño, la geometría y la inercia de la turbina y compresor de manera que produzca una sobrepresión útil para el motor. Antes de llegar a la turbina los gases de escape debe su calor, velocidad y presión tanto como sea posible, a fin de poder utilizar de forma óptima la energía para el giro de la turbina.

Cuando el turbocompresor es pequeño (baja inercia) la respuesta es más rápida y el rendimiento es mejor a menor cantidad de vueltas (turbo de baja), perdiendo eficacia a altas vueltas cuando el motor necesita un mayor flujo de entrada. Si por contrario el turbocompresor es más grande, el rendimiento será mejor a mayores revoluciones (turbo de alta) pero su inercia no le permitirá ser eficaz a bajas revoluciones cuando la presión de los gases de escape es baja. Actualmente para poder trabajar más eficazmente a lo largo de la curva de potencia existen turbocompresores de geometría variable que funciona en alta y en baja, ya que por su diseño le permite variar el ángulo de incidencia de los álabes de la turbina de acuerdo a los requerimientos del motor. También existen sistemas twin turbo (dos turbos) en los cuales se colocan en paralelo un turbo de baja y uno de alta.

Sistema Intercooler

El sistema intercooler consiste en un intercambiador de calor conectado entre la salida del turbocompresor y el carburador o mariposa. Dicho intercambiador de calor permite enfriar el aire comprimido ya que al aumentarle la presión con su el compresor aumenta proporcionalmente su temperatura. El enfriamiento del aire después que salió del compresor tiene ventajas evidentes porque aumenta el rendimiento energético del motor (hasta un 20%) y reduce su desgaste. El aumento energético se produce por el enfriamiento de la mezcla de aire y combustible haciendo que ésta sea más densa, y así entra más cantidad de moléculas de mezcla en el cilindro, produciendo mayor potencia. La reducción del desgaste del motor se debe a que la combustión de la mezcla es a menor temperatura con lo que hace menos probable el sobrecalentamiento del mismo y por ende reduce el riesgo de autoencendido (por acción del calor la mezcla se enciende espontáneamente produciendo detonaciones que destruyen el motor). Existen intercoolers aire-aire (el más usado) donde el aire es enfriado por aire, o también existe el intercooler aire-agua donde el aire es enfriado por agua. Actualmente existen unos nuevos sistemas llamados criogénicos, los cuales pulverizan dióxido de carbono líquido (que se encuentra a una bajísima temperatura en su estado líquido) sobre el intercooler para enfriar aún más el aire comprimido.

Válvula Waste Gate

Los turbocompresores deben tener una válvula (aunque algunos carecen de ella), la cual limite la entrada de los gases de la turbina pues ésta si no tuviera la válvula, alcanzaría altísimas velocidades de giro con lo cual la sobrepresión sería demasiado grande provocando la rotura o destrucción del motor por sobrecalentamiento o detonación además del desgaste en el turbo por sobrevelocidad de giro. Esta válvula llamada Waste Gate lo que hace es regular la presión en los gases de escape y por ende la velocidad del turbocompresor. Dicha válvula es accionada por una cápsula manométrica que actúa con un determinado valor de presión que es tomado en el múltiple de admisión. Cuando la velocidad del compresor se estabiliza la válvula se cierra.

Válvula Blow-Off

No se debe asociar a la Waste Gate con el típico silbido de escape de aire, ya que ese sonido lo emite otra válvula (Blow-Off) que evita o trata de evitar el “Turbo-lag” (retraso que existe en el giro de la turbina a bajas vueltas del motor cuando los gases no pueden hacer girar la turbina). Esta segunda válvula permite también la regulación de la sobrepresión que queremos generar en la admisión. Algunas compañías (como Blitz) fabrican kits con estas válvulas para poder ser controlarlas desde el asiento del conductor, modificando la sobrepresión mientras se está andando.

Principales ventajas del Turbo

Dado que el turbo es activado por la energía del gas de escape, que en su escape al exterior es desperdiciada, un motor turboalimentado ofrece muchas ventajas sobre los del tipo convencional. De entre ellas podemos destacar las siguientes:

Aumento de potencia

Aumenta la potencia del motor considerablemente. Evita la perdida de potencia que se produce cuando el motor trabaja a grandes alturas (ejemplo: las montañas) donde la presión atmosférica es notablemente menor y por ende la densidad del aire es menor.

Reducción del ruido del motor

La carcasa de la turbina actúa como un conjunto de absorción del ruido de los gases de escape del motor. Del mismo modo, la sección del compresor reduce el ruido de admisión producido por los impulsos en el colector de admisión. Como resultado de todo ello, un motor con turbo es, normalmente, mas silencioso que otro convencional, aunque generalmente se percibe un silbido característico cuando el motor esta; bajo carga o acelerando.

Desventajas del turbo

Mayor costo de mantenimiento

El mantenimiento del motor con turbo es mas exigente que el de un motor sin, ya que requiere un aceite de mayor calidad y cambios mas frecuentes del mismo, dado que este se encuentra sometido a condiciones de trabajo mas duras al tener que lubricar los rulemanes (o cojinetes) de la turbina y el compresor frecuentemente a muy altas revoluciones y temperaturas. Los motores turboalimentados requieren mejores materiales (materiales forjados), sistemas de lubricación mejorados y de refrigeración mas eficaces.

¿Por qué el mas usado es el turbocompresor?

El turbocompresor es la forma mas barata de sobrealimentar , ya que aprovecha la energía residual de los gases de escape y se obtiene buenas capacidades de sobrealimentar tanto en bajo caudal como en altos regímenes.

Su buena aceptación en los motores diesel y su mejora de rendimiento ,ha hecho que se difundieran y llegara a desplazar a los atmosféricos en motores con este ciclo .

Su característica de manejar gran cantidad de volumen de aire , lo hacen muy útil en estas mecánicas diesel donde el exceso de aire no perjudica al ciclo, su nueva adaptación a los motores otto les promete una segunda juventud para estos motores, últimamente olvidados.

Mantiene las prestaciones incluso a elevada altura sobre el nivel del mar sin consumir potencia del motor para su accionamiento y puede usarse para; reducir al contaminación (mejorando el quemado) , para aumentar la potencia , o para ambas cosas a la vez

¿Es verdad que los motores turbos cuando se revolucionan en reducciones, aumentan sus prestaciones de forma rápida acelerando en vez de retener?

Ninguna afirmación ha sido tan injusta ni injustificada , como dicha idea, que a fuerza de ser repetida se ha hecho un axioma casi inamovible.

Los motores turbos precisamente adolecen de sufrir una perdida de prestaciones en fenómenos de retención , debido a que la válvula de la mariposa se encuentra cerrada( o la carga de combustible es mínima) los gases que accionan la turbina , son a su vez muy pocos, de forma que podemos llegar a tener el motor a régimen máximo de giro y el turbo prácticamente parado.

Así que cuando demandemos carga al motor , encontraremos una mínima parte de lo esperado, menos incluso que en un atmosférico de similar cilindrada .

Habrá que esperar a que la inercia del rodete , sea vencido por los gases de escape que se comienzan a generar , para que el fenómeno de la sobrealimentación devuelva el brío que se espera de estos motores .

¿Se puede ajustar el volumen de aire a comprimir estrangulando la entrada del compresor ?

En el diseño del compresor se establece un equilibrio entre presión a alcanzar y volumen de gas a comprimir.

Cuando a un régimen determinado, reducimos la aspiración del compresor , disminuyendo su volumen a admitir , esto puede hacer trabajar al compresor en un régimen inadecuado para la carga que lleva ( zona de bombeo) , donde ondas de presión pueden llegar a destruir las palas del rodete , en estos momento se escuchan ruidos como si choques internos se estuvieran produciendo.

Para evitarlo, se adecua cada compresor a el caudal mínimo a manejar ( en función de cilindrada y régimen) , y no se podrá ajustar el caudal estrangulando la admisión, por debajo de este valor .
Esto en Formula 1 con turbos muy grandes ( para conseguir sacar mas de 1000 cv a un 1500 cc) hacia que el retraso fuera tal , que había que demandar la potencia en la entrada a la curva , para que el retraso hiciera aparecer esta, justo a la salida. De ahí la afirmación de Nelson Piquet: “Quiero las prestaciones del un turbo, pero en un atmosférico”.

Hoy en día en vehículos de serie , con turbinas ,mas reducidas y usos mas racionales , pierden todo el sentido la afirmación del corredor , y el turbo se puede considerar un elemento que aporta mucho par en regímenes de uso habitual, por lo que aumentan las potencia y elasticidad de los motores Otto reduciendo las intervención sobre la caja de relaciones , durante el uso ordinario.

¿Cómo funciona la turbina?

El rodete de la turbina , tendrá como misión transformar la energía térmica de los gases en energía cinética. Para ello llevará a cabo una expansión de los mismos, por lo que se enfriaran y aceleraran .

Posterior mente aprovechan la energía cinética que han adquirido, para que la cedan sobre los alabes del rodete de la turbina , de esta forma conseguirán el moviendo de este.

Esta doble misión de expandir ,acelerar los gases y comunicar el movimiento de los mismos, puede separarse en dos fases.

Por un lado podemos acelerarlo ,reduciendo la sección de paso, de igual modo que lo hacemos en una manguera , cuando queremos alcanzar mayor longitud con el fluido que sale de las misma ( estrechando la boca) y haciendo entrar posteriormente el fluido acelerado en el rodete , aprovechando este la energía mediante el cambio de dirección en la salida de los gases , de igual modo, a como un molino gira cuando recibe un caudal de aire determinado, por la disposición de sus aspas..

O bien generando la expansión en el mismo rodete , por el estrechamiento de paso de sus alabes y la aceleración de los gases la cual induce sobre los mismos alabes el movimiento de reacción .

Trasladándonos a la manguera; cuando estrechamos la boca , notamos el esfuerzo que debemos hacer para soportar la reacción en la boca de la misma , ( similar a la de el liquido que sale de ella en dirección contraria)

Esto es lo que se conoce como turbinas de acción y de reacción .

Existen turbina puras de acción , donde la aceleración de los gases se hace antes de entrar en el rodete ( en la parte fija o distribuidor) , pero no existen turbinas puras de reacción , esta siempre reparten el efecto de reacción entre distribuidor ( parte fija en el caracol del turbo) y rodete (parte móvil del eje ) .

Las turbinas de acción no son aptas para recibir impulso intermitentes , del modo que se producen en los cilindros del motor, por lo que los turbos serán turbinas de reacción .

El grado de reparto que se haga en la transformación de energía entre distribuidor y rodete , hará diferentes los turbos entre si, e impedirá intercambiar rodetes entre maquinas soplantes de diseños diferentes , por mucho que tengan el mismo tamaño.

¿Reduce el ruido la sobrealimentación mediante turbo?

La expansión de los gases en la turbina , les reduce el nivel de decibelios con que llegarían a la salida del escape, esto se aprecia mejor en motores diesel y en cargas grandes.

Por otro lado el giro de los alabes al pasar los mismos por delante de la boca se salida da como resultado una pulsación de determinada frecuencia , en función del número de alabes y de las revoluciones del rotor, silbido muy característico de estos elementos que crece en función del régimen del mismo.

En el caso del motor diesel, el quemado mas progresivo , conforme el combustible entra en la cámara , sin acumulación , ni retrasos; reduce el efecto típico de golpeteo del diesel; por lo que el nivel de ruido general se reduce.

¿Qué es la válvula de descarga (waste gate)?

En motores grandes de poco régimen de giro, puede montarse un tubo que se acople en su caudal con el consumo de aire del motor, por lo que pueden llegar a armonizarse.

Pero en un motor pequeño , de régimen y carga variable los gases del escape , generan en la turbina caudales muy variables.

Dado que estos motores llegaba a valores de régimen superiores a 4000 rpm y manejan turbos muy pequeños ( por su evidente ventaja)puede darse el caso que lleguen a valores de giro y caudales muy superiores a las necesidades y capacidad del motor. Generando sobrepresiones en la admisión .

Con la idea de dar elasticidad a los motores turbos, surge la necesidad de que los turbos comiencen a soplar desde carga y regímenes muy bajos, agudizándose la sobrepresión en alto régimen. Para evitarlo y a su vez mantener los valores de presión elevados en la mayor parte del régimen del motor se invento la válvula de descarga .

Cita:

La citada válvula permite montar un turbo que proporcione el soplado adecuado a un régimen suficientemente bajo , evitando que suba excesivamente cuando la carga y revoluciones sobre el motor aumentan el volumen de gases de escape, mediante la derivación de los gases que accionan la turbina, bypaseando esta.

De esta forma se pueden rebajar considerablemente la relación de compresión en motores Otto, y reducir el riesgo de picado .

Existe cierta tendencia a confundir la EGR ( válvula de recirculación de gases ) con la válvula de descarga , la EGR , recircula gases de escape hacia la admisión, con el fin de rebajar la emisión de NO x ( óxidos nítricos ).

¿Cómo funciona la válvula de descarga?

La función de reducir la presión de los gases de admisión y evitar el daño de una sobrepresión , se puede llevar a cabo de dos maneras :

1.-Derivando los gases de escape que salen del motor , haciendo que no atraviese la turbina , de esta manera se evita que transforme sus energía térmica en energía cinética, esto reduce el rendimiento del compresor, pero considerando que el accionamiento es “gratis” no importa excesivamente la perdida de rendimiento .

2.-Puede situarse la válvula en el colector de admisión derivando a la aspiración del turbo el exceso de presión .

Este segundo sistema no esta muy extendido, siendo el de bypasear los gases de escape el mas utilizado .

Derivando o cortocircuitando la turbina haciendo que parte de los gases no la atraviese se reduce la carga de trabajo de el turbo en caso de no precisarse , evitando calentar innecesariamente los gases de admisión y descargando de trabajo al turbo cuando su acción no es tan necesaria.

¿Cómo se acciona la válvula de descarga?

Tradicionalmente esta válvula se acciona mediante un pulmón , con la propia sobrepresión del colector, la cual debe vencer la tensión de un muelle (tarado del turbo) que abrirá la válvula de derivación .

Actualmente se está extendiendo , el accionamiento eléctrico ( con un motor sobre la citada valvula) desde la centralita de inyección , sobre todo en motores con 2 turbos ,de forma que se puedan sincronizar mas adecuadamente la presión en ambas turbinas .

¿Cómo controla la centralita de inyección la presión de tarado del turbo?

En turbos donde la válvula de descarga se acciona eléctricamente , es el controlador de inyección el que se ocupa de ajustar el valor de presión del colector , a través de un sensor de presión en el mismo colector y actuando sobre la descarga de gases.

Incluso en el accionamiento neumático de dichas válvula de descarga se monta un relé intermedio ( eletroneumático) , el cual modifica la presión del aire de admisión que actúa la válvula de descarga; de esta forma la centralita , tiene control sobre la válvula reduciendo el valor de tarado según sean las necesidades del motor y sus posibilidades (detonación ,carga régimen de revoluciones etc.)

¿Dónde se sitúa la válvula de descarga?

Se suele situar cerca de la turbina , ya que los gases deben bypasear a la misma , aunque puede montase separada del turbo , pero no es usual .

Debido a la alta temperatura que soporta suelen dotarse de aletas de refrigeración y se localiza bastante bien , por el accionamiento neumático así como por los conductos que cortocircuitan la turbina.

¿Todos los turbos llevan válvula de descarga?

No ,la introducción de turbos de geometría variable , han generado que los turbos con este tipo de geometría no precisen de la misma .

¿Turbos de geometría variable Cuando nacen?

En 1989 se empiezan a montar los turbos de geometría variable , el Fiat croma en su versión 1.9 de inyección directa , es precursor en berlinas en el mercado.

VW en su motor de 1.9 monta en el años 1995 un TGV , para cumplir las normas anticontaminación subiendo la potencia hasta 110 cv desde los entonces 90 cv declarados

Renault empieza a montar un TGV , que usa una campana en la entrada de gases a la turbina para generar el efecto de estrechamiento y aceleración de los gases en la misma , usando el mismo principio, pero distinto sistema .

¿Qué es la geometría variable?

Un turbo de geometría variable es aquel que pude cambiar la disposición de los alabes de la turbina , para modificar la proporción de reacción que se desarrolla en el distribuidor frente al rodete

¿Cómo funciona un turbo de geometría variable?.

Como ya comentamos , los turbos son turbinas de reacción , donde la proporción de reacción en distribuidor y rodete , se fijaba en el diseño, a la hora de dar forma a los alabes del rodete y del distribuidor.

En un turbo de geometría variable, vamos a poder variar esta relación de acción reacción en el distribuidor.

Evidentemente el rodete al estar girando no se pude modificar su geometría, pero si vamos a poder reducir o aumentar la sección de paso de los gases por los alabes del distribuidor ( fijo en el caracol) , para mantener velocidades de fluido altas cuando los caudales sean pequeños.

De esta forma , podremos aprovechar mejor la energía de los gases cuando estos tengan un volumen reducido por una baja carga o baja velocidad del motor.

¿Por qué los turbos de geometría variable no llevan válvula de descarga ?

En estos turbos , el control de la presión se hará , modificando la geometría de la turbina de turbocompresor , no precisando derivar gases que no atraviesen la turbina , para reducir la presión del colector de admisión.

Si los gases atraviesan siempre la turbina , ¿cómo se reduce la presión del colector de admisión?

Se precisa de que la geometría variable ( situada en el distribuidor ) , transforme gran parte de la energía térmica en cinética , para que pueda transformarla el rodete en cinética , si la disposición de esta geometría variable , no es la adecuada ( demasiado abiertos los alabes) , los gases entraran con mucha temperatura en el rodete y lo atravesaran , pero con una velocidad insuficiente para elevar demasiado la velocidad del rodete, de forma que la capacidad de turbina de reacción del propio rodete será insuficiente para lleva a cabo el efecto de genera una sobrepresión .

Así los gases atraviesan la turbina y salen sin ceder gran parte la energía térmica, el efecto es similar a la válvula de descarga , pero prescindiendo de ella.

La no existencia de válvula de descarga es una consecuencias de querer controlar la máxima transformación de energía térmica de los gases mediante las geometría variable en el distribuidor, para lo que se hace un rodete con mas componente de acción que de reacción.

¿Cómo realizan físicamente el cambio de geometría?

Existen dos tipos de turbos de geometría variable ,de alabes o de campana .

En los primeros, se realiza mediante una corona, que gira una ángulo suficiente para que los alabes a la que van acoplados se incline , modificando su sección de paso , reduciéndose y acelerando de esta forma la velocidad del fluido que lo atraviesa.

En los segundos, es una campana que se desplaza axialmente al eje. De igual forma se reduce la sección de paso, pero ahora no por su inclinación diferente , si no por reducir su altura efectiva , el efecto es similar , el área de paso se reduce adaptándola al volumen que se este manejando.

El segundo, puesto que requiere de menos puntos sobre los que oscilar , además el elemento de actuación ( la campana) se encuentra en una zona mas fría (salida de gases de escape), presenta menos inconveniente en cuanto a fiabilidad de respuesta tras largo periodo de uso.

¿Qué beneficios aporta el TGV?

Tiene una respuesta mas ágil y rápida, genera mejores valores de par ( mejor llenado a bajas cargas y bajas vueltas) y mayores valores de potencia , al mantener el valor de aporte de gases alto también en altas vueltas sin necesidad de descargar a través de válvulas de descarga.

Genera una sobrepresión en el escape , en baja carga mejorando el funcionamiento de la EGR

Reduce la emisiones sobre todo a bajas vueltas y bajas cargas, donde el llenado es mas completo.

Reduce el consumo en toda la zona de giro del motor , especialmente en altas y bajas revoluciones.

Básicamente adapta la geometría de la turbina a cada régimen de uso

¿Cómo mejora el funcionamiento de la válvula EGR un turbo de geometría variable?.

Debido a que los motores turbos pueden llegar a tener presión en el colector de escape , la válvula de recirculación de gases puede no encontrar suficiente diferencia de presión entre el escape y la admisión , la geometría variable incrementa la presión en la zona del escape, facilitando el paso de gases.

¿Temperaturas en el turbocompresor?

La turbina estar impulsada en el caso de motores diesel de automoción por gases que se encuentran entre 800º y 900º a plena carga por lo que no es difícil encontrar valores tanto en el extremo del rodete y en la voluta similares a estos valores.

Para que esto se de la carga debe ser muy alta y su rendimiento bajo , en los motores de gasolina estos valores pueden llegar a subir 100 o hasta 200 º C mas .

La parte central del rodete , las temperaturas se reducen , pero aún asi superaran con creces los valores de 500º , trabajando a plena carga .

La zona del compresor recibe el aire de la temperatura exterior , pero debido al efecto de compresión y en menor medida por la radiación del conjunto de la turbina , muy cercana , elevar su temperatura por encima de 80ºC incluso pudiendo en alguna zona llegar a superar los 140ºC ,

El eje que recibe engrase debe mantener la temperatura del mismo debajo de 200ºC , valor a partir del cual el aceite empieza a carbonizarse.

Para ello se disponen de pantallas térmicas dentro del equipo compresor, para evitar que el calor pueda pasar fácilmente a las piezas del cuero y los cojinetes.

La falta de engrase motivado por la parada del motor , con alta temperatura en la turbina , generara una uniformización de las temperaturas en todo el conjunto debido a su pequeño tamaño , por lo que se pueden dar casos de deterioro de los cojinetes por agarrotamiento de los mismos .

¿Qué es un intercooler?

Como su nombre indica no es mas que un intercambiador de calor, que se usa para enfriar el aire de admisión , el cual ha adquirido temperatura al ser comprimido.

¿Por qué se monta el intercooler?

La temperatura de salida de los gases de admisión dan como resultado una dilatación de los gases y una cantidad de O2 por metro cubico inferior, por lo que se recomienda un intercooler a la salida del compresor para rebajar la temperatura , aumentar el rendimiento volumétrico y con ello la potencia .Adicionalmente se somete a la culata para la misma presión de alimentación a menor temperatura final en la compresión , y menor fatiga térmica para las piezas.

La presión de suministro del turbo, va a ser la que determine en gran medida la temperatura final de los gases y aquella a la que entra en el intercooler , esta en la mayoría de los casos supera los 80 º centígrados, razón por la que aunque sean conductos de admisión , no se recomienda tocarlos, cuando se ha estado circulando con mucha carga.

Normalmente la rebaja de temperatura dependerá de la canalización de aire que reciba , pero estará pocos grados por encima de la exterior, consiguiéndose rebajas de mas de 50º C.

¿Dónde se localiza el intercooler?

Dado que su temperatura de salida de gases ,interesa que sea la mas baja posible ,se dispone en primer lugar , sin ningún radiador delante .

Siendo recomendable no tener tampoco ninguno detrás que pudieran inducir temperaturas por radiación .

Su proximidad a la admisión y al compresor , reduce el espacio que debe presurizarse reduciendo los tiempo de respuesta , en modelos de calle , como los Ford mondeos ( primeros ) o los Peugeot 405 se disponía justo encima del motor , canalizando el aire para su refrigeración hasta él desde el frontal .

¿Cómo se refrigera un turbo?
La refrigeración aunque en ocasiones se dispone de tubos que mantiene agua de refrigeración al cárter del conjunto turbocompresor ( muy usual en turbos de la casa IHI) , suele mantener los valores de temperatura adecuados, solo con la circulación continua de aceite en los cojinetes y el aire que recorre las aletas de la carcasa del cárter.

Debido a que la lubricación es forzada, a diferencia de la refrigeración que aparte de ser forzada , permite el paso por circulación natural. La parada del motor , suprime la lubricación y con ello la refrigeración ( ene l caso de no existir mediante agua), es muy recomendable que se garantice la refrigeración de las partes del turbo antes de la detención del motor, circular a cargas bajas o medias antes de parar y esperar unos minutos antes de detener el motor ,es muy recomendable para el funcionamiento a largo plazo del turbo compresor .

¿Cuándo es un equipo que se refrigera por agua , precisa de espera antes de parar el motor ?
El motivo de la espera es doble, por un lado reduce la temperatura del conjunto mediante la evacuación por el aceite del calor y por otro provee engrase para la detención del rodete , debido a las altas velocidades alcanzadas , este puede tardar en detenerse totalmente un perdido de tiempo que puede estar sobre 30 seg .

Huelga decir que los habituales acelerones que son costumbre en algunos conductores , antes de para el motor , aparte de se nefastos para la mecánica ( se lavan los cilindros por combustible sin quemar) , son peligroso para la fiabilidad del turbocompresor.

¿Qué es el overboost?
Es un sistema por el cual se permite una sobrepresión de alimentación que supera los valores de máximas prestaciones durante un corto espacio de tiempo, lo que genera un mayor par disponible.

Este tiene como misión ayudar en un adelantamiento donde se demande la máxima potencia .

Se consigue manteniendo la presión del turbo elevada , actuando mediante la centralita de inyección en su válvula de tarado , elevando la presión de tarado entre 0.2 y 0.4 bares , durante un periodo no superior a medio minuto.

De esta forma no se fuerza continuamente la mecánica y se puede conseguir momentáneamente una sobre potencia muy útil.

¿Qué es el overtorque?
No es exactamente igual que el overboost anteriormente citado ,en este la superior presión de alimentación se acompañaba de un enriquecimiento similar en combustible , manteniendo la misma relación entre ambos elementos .

En el overtorque , no se incrementa la presión de tarado del turbo, si no que se actúa sobre el caudal de inyección apurando los limites de emisión en zonas de par max , de esta forma , no se consigue mas potencia , ya que la mejora solo se da en zonas de máximo par y se pierde el efecto al elevar el régimen hasta la zona de potencia max, de ahí la diferencia de nombre.

Su respuesta al no tener que comprimir todo el volumen de conductos , intercooler y cámara, es inmediato, ya que la cantidad de gasoil se incrementa en el ciclo inmediata mente desde que crece la demanda, además no genera mayor trabajo de compresión del cilindro por vencer una mayor presión de alimentación

El efecto de ford no tiene tanto importancia en adelantamientos ( hechos a máxima potencia) como en recuperaciones, ya que solo se gana en par max. no en potencia max.

¿Requiere mejor aceite un motor turbo?
Evidentemente el tener que refrigerar un motor con puntos mas calientes ( zona del turbo) , obliga a una mejor calidad en el aceite , para soportar los mayores esfuerzos, a su vez la mayor untuosidad de los aceites , sintéticos, ayudan a el funcionamiento del turbo en los momentos donde la lubricación forzada no se ha establecido completamente.

¿Cuánto dura un turbo?
A veces se oyen afirmaciones sobre la duración estimada de un turbo, hay que mencionar que un turbo sufre un desgaste mínimo, por lo que su duración se puede considerar ilimitada frente a la del motor y elementos como las camisas que si son susceptibles de desgaste .

En cualquier caso el ensuciado o el mal uso pueden llevar a su deterioro y requerir mantenimiento, este salvo por el fino equilibrado, no reporta mas dificultad que la del propio motor .

Se podría decir que un turbo bien cuidado y bien usado tiene un duración ilimitada, en cuanto a la vida del motor se refiere.

¿Qué cuidados requiere un turbo?
Una espera en el arranque y comienzo a exigir de unos 30 seg , de igual modo se dejara el motor a ralentí similar tiempo antes de detener el motor, con lo que se garantiza que el rodete gira siempre con presión de engrase suficiente.

Espera en el momento de detener el motor de tiempo suficiente para su enfriamiento, proporcionado este por la circulación del aceite , la detención en gasolineras de autopistas a plena carga son las mas delicadas Circular unos kilómetros antes con carga reducida es útil para mantener las partes mas calientes del turbo refrigeradas.

Un buen aceite así como cambio regulares , evitando la deposición de carbonilla en el mismo.

¿Son mas delicados los turbos de motores de gasolina?
No necesariamente , pero evidentemente al poder soportar mayor temperatura , si se les exige mas ,el tiempo de espera para homogeneizar las temperatura debe ser mayor.

¿Se puede reparar un turbo?
El turbo es una pieza relativamente sencilla en cuanto a su construcción , siempre se puede reparar, aunque dado lo alta que es su régimen de giro, requiere un montaje esmerado con un cuidado especial de su equilibrado, no se recomendaría su reparación , si no mas bien su cambio por otro reparado en un taller especializado ( pieza de intercambio).

Los daños mas habituales ,se deben a los alabes del rodete o los cojinetes del eje.

Su desmontaje ,se realiza , quitando el rodete del compresor ( unido mediante una tuerca, la cual requiere ser equilibrada en cada montaje) el rodete del la turbina es solidario con el eje , aunque son de distintos materiales ,se realiza una soldadura por fricción entre rodete de turbina y eje del turbo , de forma que el equilibrado se perfecto.

¿Se pude confiar en un turbo de desguace?
Un turbo , funciona cuando los requisitos que se le piden los da, sus daños internos , no dependen del kilometraje y si del cuidado , si el turbo funciona con sus valores de presión adecuadas, sin un consumo anormal de aceite , deberemos entender que esta en perfecto estado de uso , los daños a cojinetes se muestran en el consumo de aceite a través de los retenes , y se comprueba en el uso diario.

Para garantizar el funcionamiento de un turbo usado lo mas conveniente es acudir al intercambio donde se ha desmontado y sustituido aquellas piezas que se consideren dañada garantizándose que su funcionamiento es similar a uno de nueva manufactura.

¿Cómo se daña un turbo?
Básicamente por mal uso pude aparecer dos problemas consumo de aceite y bajas prestaciones por eje gripado.

En ambos casos el turbo se estropea por mal mantenimiento o empleo de un aceite de mala calidad.

El funcionamiento de un motor con consumo de aceite por el turbo , no debe permitirse , por el daño que puede generar en la cámara, la entrada de mucho aceite .Al ser este combustible a altas temperaturas, puede generar una sobrecarga en el motor.

Cuando la perdida de potencia viene asociada a un silbido, la culpa suele ser de los conductos de admisión que se rajan dejando escapar el aire de alimentación.

¿Se puede hacer funcionar un motor con un turbo gripado?

En realidad el turbo solo beneficia al funcionamiento del motor por lo que no es preciso su funcionamiento, sin embargo el no funcionamiento del turbo, genera varios problemas .

Motores de gasolina

Ensuciara el motor, siendo la perdida de potencia muy alta , ya que la compresión se reduce mucho para evitar el fenómeno de detonación , se puede funcionar , pero la potencia caerá por debajo de la suministrada por un motor atmosférico de similar cilindrada hasta en un 20%, pudiendo quedarse en menos de la mitad de la original, todas las piezas del motor sufren mas , debido al mal rendimiento y a la presencia de gasolina sin quemar en todo el ciclo.

Motores diesel

La perdida de potencia será menor , asemejándose a la de un motor atmosférico de similar cilindrada, las menores prestaciones se acompañan de humo negro, por la razón de existir menos aire para el quemado del combustible.

¿Son mas delicados los turbos de geometría variable?

Los turbos de geometría variable , aúnan el efecto de válvula de descarga , por lo que a diferencia de esta que puede situarse en zonas menos expuestas a la acción del calor, deben agruparse con el turbo, esto junto con que el cambio continuo de la geometría , que en según los casos , debe actuar sobre múltiples puntos de oscilación a la vez ( distintos alabes) y a que su control debe ser preciso y fino, compromete su funcionamiento a largo plazo.

De ahí que deberemos ser mas exquisitos si cabe en su mantenimiento y normas de uso, ya que la temperatura a la que deben de funcionar , permite pocos juegos de holguras en los mismo, y un funcionamiento sin la suavidad debida incide en el funcionamiento adecuado del motor.

Fotos !!

Espero les ayude un poco a los que buscaban algo de info acerca de turbos, gracias a Gabo TurboX y al buen Muela Sport por la info.. y a la interne tambien!