La conocida sobrealimentación

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Por Enzo Novulari

Es de conocimiento, que la sobrealimentación es un sistema para aumentar la potencia de un motor de combustión interna, y esto se dá cuando por diferentes motivos; técnicos, ecológicos, económicos o deportivos, no se puede incrementar la cilindrada. Es por medio de la conocida sobrealimentación, que podemos ingresar dentro de la cámara de combustión, una cantidad -en peso- de la mezcla aire/combustible (o de solo aire en el caso de un motor Diesel), mayor o superior a lo que aspiraría - en el ciclo o carrera de admisión- un motor normal, obteniendo así una mayor potencia.

Como sabemos, existen dos tipos de sobrealimentación; La dinámica; que es la que aprovecha la energía residual de los gases de escape. La mecánica; que puede usar un compresor volumétrico, por lo general a rotores lobulados, accionados por el motor mismo, mediante una correa o una cadena. Como ventaja, la sobrealimentación mecánica volumétrica, produce un elevado par motor o cupla motriz inclusive a bajos regímenes, debido a la conexión directa con el motor. Pero por otra parte, esta misma conexión absorbe mucha energía en altos regímenes, disminuyendo de manera considerable el rendimiento total del sistema. Actualmente el desarrollo del turbo, permite su actualización en motores de ciclo Otto y de ciclo Diesel, tanto convencionales como de geometría variable.

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También son utilizados los turbos múltiples (dos y tres turbos en un mismo motor, naftero o gasolero). Pero últimamente, firmas productoras de nivel mundial como Garrett y BorgWarner, están fabricando en serie turbos asistidos eléctricamente (control y accionamiento del compresor) denominados eBooster. Los mismos complementan el concepto de sobrealimentación convencional. Esta tecnología innovadora, brinda mayor presión y le otorga al motor mayores rendimientos “al estado del arte”, en bajos regímenes, aumentando su potencia y reduciendo en forma significativa el consumo del combustible.

EVOLUCION Y FUTURO DEL TURBOCOMPRESOR

Sabemos que el turbocompresor de geometría variable TGV. también denominado en ingles TVN., posee la “parte fija” o el cárter de la turbina, es decir la parte por donde pasan los gases de escape Sobre un disco o anillo, se encuentran posicionados una serie de álabes o aletas móviles, que se abren o cierran de manera simultánea. En bajos regímenes de rpm., los álabes se cierran, de manera que los gases de escape se aceleren velozmente, aumentando de esta manera el empuje sobre la turbina. Al aumentar la velocidad del motor, los álabes se abren disminuyendo de esta forma la compleja contrapresión. Esto es debido, al pasaje de los gases de escape, que impiden que los mismos fluyan libremente, sin pasar por el rotor de la turbina, hacia el tubo de escape.

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Con este tipo de turbocompresor, la conocida válvula “waste gate” no es necesaria debido a que la presión de sobrealimentación está controlada al actuar sobre la variación del ángulo de los álabes móviles. La regulación de dichos álabes o aletas, puede efectuarse con una válvula accionada por depresión, posicionada en el conducto de admisión, o por medio de un pequeño motor eléctrico gestionado por la unidad de control electrónico del motor.

El turbo se adapta a las exigencias, que presenta en la actualidad el motor térmico del automóvil o de los vehículos en general, esto sin duda provocó un estudio en profundidad, de los componentes desde el punto de vista mecánico, metalúrgico, de rendimiento, de diseño, dimensional, etc. Estos estudios e investigaciones, permitieron la aparición de nuevas generaciones de turbos, desarrollados incluso para motores “downsizing” de pequeña cilindrada. Cabe destacar que, la tendencia del turbo -respecto a la investigación y el desarrollo- se orienta camino a la geometría variable (TGV. o VNT), la miniaturización y los nuevos materiales, procesos y tratamientos.

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MÁS SOBRE LA GEOMETRIA VARIABLE

En los turbos TGV. o TVN. el principio de funcionamiento se basa en la modificación de la entrega o “permeabilidad” de la turbina, es decir la relación entre el flujo gaseoso proveniente del escape, y el grado de pasaje de los mismos para accionar la turbina. Los diferentes fabricantes –en su mayoría- han desarrollado el montaje de una cantidad de álabes móviles, sobre el toro de admisión del cárter de la turbina. Los bajos regímenes del motor, corresponden a reducidos caudales de gas de escape, es entonces que los álabes móviles se inclinan de manera tal de reducir el pasaje de los gases. La velocidad de dichos gases sobre el rotor, se mantiene elevada, lo mismo que la presión. La turbina recupera así un aumento de energía, que el compresor aprovecha para mejorar la sobrealimentación a bajos regímenes. En altos regímenes, es decir cuando el caudal de gases es importante, se abre el paso de los álabes. De esta manera, las características de la turbina se adaptan al flujo gaseoso para entregar el máximo de energía en todos los regímenes ■

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