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Como funciona un turbo

¿Qué es el turbo?
El turbo es un sistema de sobrealimentación de los propulsores que pasó de la industria aeronáutica al automóvil en la década de los setenta. Existen otras alternativas al turbo.
La potencia que es capaz de generar un motor depende básicamente de la cantidad de oxígeno que es capaz de hacer reaccionar con el combustible, por lo que cuanto más aire es capaz de “bombear” una mecánica, más fuerza tiene. Hay dos formas de conseguir que en un motor entre mucho aire: aumentando el volumen interno para que quepa la mayor cantidad posible o comprimir el aire para que sea capaz de entrar mucho en una cilindrada pequeña. Esta última alternativa es lo que se conoce como “sobrealimentación”  y se consigue comprimiendo el aire antes de meterlo en los cilindros. Para ello se emplean diferentes dispositivos, siendo el más utilizado el turbo.


En las mecánicas diésel, que trabajan con un exceso de aire por definición, el turbo se emplea de forma generalizada desde hace muchas décadas, de hecho, no existe ningún modelo en el mercado actualmente que incorpore una motorización diésel atmosférica (sin turbo). Sin embargo, en los motores de gasolina o de gas no ha sido muy frecuente el uso de la sobrealimentación, quedando reservada a modelos de altas prestaciones o marcas como Saab, que siempre apostó por motores pequeños pero de alto rendimiento, lo que ahora se llama “downsizing“.

Tipos de sobrealimentación: compresores volumétricos y turbos

Existen varias formas de comprimir el aire y en el automóvil se han empleado casi desde el inicio de los tiempos. Ya en la primera década del siglo XX existían modelos de competición con mecánicas sobrealimentadas.

-Compresor de pistones: funciona básicamente como un motor sólo que sin quemar combustible, su misión es bombear aire. Se empleaba en coches de competición de principios de siglo e iba acoplado directamente al cigüeñal. Eran pesados y sufrían mucho desgaste, además de que aunque aumentaban la potencia, absorbían mucha energía del motor para moverlos.
-Compresor de lóbulos Eaton Roots: se trata de dos engranes de forma especial (similar a un tornillo sinfin)  que giran en sentidos opuestos comprimiendo el aire entre ellos. Su ventaja es que funcionan desde el ralentí y proporcionan presión al instante. Sus inconvenientes son el precio, el peso, son ruidosos y que, aunque aumentan la potencia del motor, también roban energía a la mecánica, pues giran mediante una correa solidaria al cigüeñal.
El turbo tardó más en implantarse debido a la mayor complejidad para controlar la presión. No sería hasta que Saab inventase el sistema APC (que adapta la presión del turbo instantáneamente a parámetros como la calidad de la gasolina, presión atmosférica, temperatura…) que se pudo controlar de manera eficaz la presión de sobrealimentación.
-Compresor volumétrico G: dos elementos en forma de caracola giran dentro de una carcasa de forma que comprimen el aire. También gira solidario al cigüeñal. Lo empleó Volkswagen en modelos como el Golf y Corrado G60, Golf Rally o Polo G40. Su ventaja es que proporciona par desde el ralentí, mientras que la fiabilidad y el precio fueron sus principales hándicaps.


Historia del turbo: de la aviación al automóvil.
A medida que los aviones iban alcanzando cotas más altas se fueron encontrando con un serio problema técnico y es que los motores perdían mucha potencia al bajar la densidad del aire. A medida que subimos de altitud, el aire contiene menos oxígeno, lo que reduce la capacidad del motor para quemar combustible. En los años 30, se funda la compañía Garret Air Research que patenta un dispositivo al que llama “Corrector de altura“. Este invento es muy sencillo (como casi todas las ideas geniales) y permitía aprovechar la salida de los gases de escape del motor de los aviones para meter a presión el aire en la admisión. No importa la presión atmosférica, si es baja, el “corrector de altura” gira más deprisa hasta alcanzar la presión para la que está diseñado, de forma que a los cilindros del motor siempre le entra aire a la misma presión y, por lo tanto, con la misma densidad de oxígeno.

El corrector de altura, que ahora conocemos como turbo, tardó varias décadas en poder ser utilizado en los motores de gasolina de los automóviles de calle. El problema estaba en cómo controlar la presión y la potencia del coche. En un avión es fácil porque el motor trabaja más tiempo a la máxima carga y las transiciones bruscas de potencia no suponen un problema demasiado grave, pero en un turismo puede ser peligroso que llegue todo el par de golpe y de manera incontrolada.

Qué es y cómo funciona el turbo

El nombre correcto para este artilugio es “turbocompresor” ya que en realidad se trata de un compresor que es accionado por una turbina. El turbo es una máquina que consta de dos molinillos (turbinas) unidos a un mismo eje. Uno de los lados del eje está en contacto con los gases de escape que, al salir calientes y a cierta presión del motor, hacen girar la turbina del mismo modo que un molino de viento de juguete cuando soplamos sobre sus aspas. La turbina del otro lado del eje está en el canal del aire que entra al motor y al girar solidaria con la que está del lado del escape, empuja el aire de admisión generando una presión.

Como al aumentar la presión del aire de admisión también aumentamos la energía de los gases de escape, sería peligroso para el motor porque cada vez generaría más presión de forma ilimitada hasta saltar por los aires. Para que esto no ocurra se instala una válvula de descarga que no es más que un grifo que echa a la atmósfera parte de la presión en el escape y es lo que se conoce como “tarado del turbo”. Además de esta válvula, en el colector de admisión se monta otra que abre de golpe para bajar instantáneamente la presión en el colector de admisión (ésa que se oye como un resoplido cuando soltamos el acelerador), pues desde que abre la del escape hasta que el turbo dejase de comprimir transcurriría un tiempo.
Del mismo modo que se calienta la bomba de inflar las ruedas de la bici, el aire de admisión se calienta al pasar por el turbo debido a que el turbo está caliente (el lado que está en contacto con los gases de escape supera los 1.000 ºC) y a que un gas al comprimirse se calienta. Como el aire caliente tiene menos densidad de oxígeno y además provocaría autodetonaciones, antes de mezclarlo con el combustible y meterlo en los cilindros se enfría en un radiador que se llama intercooler.

Fuente :Autocasion.com

video explicativo
 
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