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Turbo : Técnica y rendimiento

SebringSebring Forero Senior ✭✭✭
Muy buenas.

Unos conceptos que sin duda nos interesan a todos, tanto por utilización masiva en los coches actuales, como por practicidad en su utilización. Todo esto está extraído de diferentes web, junto a ciertas cosas cosecha de la casa.

Básicamente, un motor está turboalimentado cuando mediante un turbocompresor se utiliza la presión de los gases de escape del motor para suministrar aire a presión a la admisión.

Un turbo es una doble carcasa que contiene un eje que une dos turbinas. Una de ellas se mueve con los gases de escape y la otra se utiliza para comprimir el aire de admisión. El eje gira a muy altas velocidades, así que se requiere un engrase continuo.

Esto supone un aprovechamiento mayor de la energía, pues la presión de los gases de escape viene determinada fundamentalmente por el régimen de giro del motor, y supone que los gases salen con una energía cinética que se va a perder, de no ser convertida en energía mecánica por la turbina de escape, energía mecánica que se aprovecha para la admisión si disponemos de turbocompresor. Con la turbina de admisión se favorece el llenado de los cilindros, mejorando el rendimiento en la combustión.

Hay tres problemas básicos inherentes a la turbocompresión:

* En principio supone una realimentación positiva: al pisar a fondo el acelerador, dejando respirar bien al motor, cuanto más gases de escape hay, con más presión salen, más deprisa gira el turbo y más presión de sobrealimentación tenemos. Más compresión, más potencia, más revoluciones, más gases de escape... entraríamos en un círculo vicioso. Esto es lo que causa que, a partir de una ciertas revoluciones, el turbo "entre", aumentando súbitamente la presión de sobrealimentación debido a este fenómeno. Presión que hay que controlar para mantener en un funcionamiento aceptable el sistema.

Para ello se recurre a la válvula de descarga o "wastegate", que actúa abriendo el cuerpo de la turbina de escape de forma que no todos los gases pasen a través de ella, y aplicando así la necesaria realimentación negativa al sistema.

La válvula está, en reposo, cerrada. Todos los gases de escape pasan por la turbina de escape, pero, como a ésta hay que moverla, sus palas son mas o menos lisas y rectas, hay una salida al escape y a bajas revoluciones no hay mucho flujo de gases, el turbo no se mueve y no hay sobrealimentación. Al revolucionar el motor el turbo comienza a moverse. Hay demasiados gases de escape para que salgan ordenadamente del turbo, y crean una presión que hace moverse a la turbina. El turbo comienza a girar.

La regulación se hace actuando sobre la válvula de descarga, de forma que cuando hay una determinada presión de soplado en la admisión se empieza a abrir, dejando pasar algunos gases de escape sin mover la turbina, con lo que ya no sube más la presión del turbo. A una cierta presión máxima según el motor se supone que estaría totalmente abierta (aunque nunca alcanza esa presión por la anterior apertura parcial de la válvula), pero, por si acaso, a una presión un poco mayor que la máxima tenemos en los tubos del intercooler el interruptor de seguridad que corta el encendido...

El reglaje del punto de apertura de la válvula se hace actuando de forma mecánica sobre el vástago de esta, y permite por tanto regular la presión de soplado del turbo.

* El aire comprimido por la turbina de admisión del turbo, como cualquier gas al ser comprimido, aumenta de temperatura, lo cual, a partir de cierto punto, disminuye el rendimiento del motor. Esto se soluciona colocando un intercooler, que no es más que un intercambiador de temperatura aire-aire que enfría mediante el aire a temperatura ambiente que entra al capó el aire ya comprimido por el turbo antes de pasárselo al motor.

El turbo gira a muy altas velocidades, sobre 120.000 r.p.m. No hace falta decir, por tanto, que la lubricación de los cojinetes del turbo es vital para la vida de éste.

* Dejar el motor al ralentí unos momentos.

Las bajas tolerancias de los cojinetes del turbo están diseñadas para permitirlo girar a sus altas velocidades cuando el conjunto eje/cojinetes están a su temperatura de trabajo. Cuando se arranca el motor, el aceite tarda algún tiempo en llegar y lubricar correctamente el turbo. Y además, las altas temperaturas que puede soportar la carcasa del turbo no deberían ser alcanzadas bruscamente (riesgo de choque térmico y agrietamiento).

Ese es el motivo para dejar calentar el motor antes de utilizar el turbo.

Cuando se va a parar el coche, especialmente si se ha estado usando el turbo a fondo anteriormente (en una autopista y se para a echar combustible, por ejemplo), el turbo está a muy altas temperaturas. Si se para el motor y se lo deja enfriar, el aceite que queda contenido dentro del turbo se quemaría, creando depósitos sólidos en los cojinetes que acortarían su vida. Y por supuesto si se para el motor muy rápidamente, incluso el turbo podría estar aún girando, y al quedarse de repente sin lubricación, los cojinetes realmente sufrirían.

Esto es por lo que debe dejarse el motor al ralentí un momento antes de parar el motor.

***Addenda.- El intercooler.

El intercooler es un radiador de aire que mejora notablemente el rendimiento de los motores turboalimentados (Diesel u Otto).

A raíz de la precompresión en el turbocompresor, el aire se calienta intensamente y se expande, con la consecuencia de una reducción de la masa de aire por cilindro y por lo tanto también su contenido de oxígeno. Esto surte efectos negativos sobre la combustión. La solución es enfriar el aire antes de que llegue al cilindro, haciéndolo pasar a través de un radiador de aire (se consigue refrigerar el aire aproximadamente un 40% desde 100°-105° hasta 60°-65°).

El resultado es una notable mejora de la potencia y del par motor gracias al aumento de la masa de aire (aproximadamente del 25% al 30%). Además se reduce el consumo y la contaminación.

Saludos,

Sebring










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Comentarios

  • PapabrujoPapabrujo Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Un ejemplo de los temas que hacen un foro grande. Gracias Sebring.
  • PapabrujoPapabrujo Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Un gráfico para verlo graficamente.

    image

    Tres fotos.



    imageimageimage

  • aidylaidyl Forero ✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Gracias Sebring por tu aportación, porque aunque para muchos ya saben como funcionan los turbitos, para otros no nos viene mal entender el funcionamiento.

    Saludos.
  • PixiePixie Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Así da gusto de pertenecer a este foro. No todo iban a ser temas carente de interés como últimamente se ha dicho por aquí. Espero que sepamos valorar como contrapartida temas así.

    Y poniendo la guinda ilustrando con dibujos el sistema, si señor.

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  • david.wdavid.w Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Tema cojonudo, asi es como se aprende y no con plataformas raritas image

    Saludos
  • SebringSebring Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    En el caso del motor de mi coche, el Astra Coupé Turbo (extraído de Autoglobal.com):

    La eficacia del motor resulta mejorada mediante la utilización de un turbocompresor relativamente pequeño con una corona de turbina que reacciona de forma espontánea incluso cuando el flujo de los gases de combustión es muy bajo. Otras ventajas adicionales del turbocompresor integrado incluyen un fácil montaje sin las bridas habituales y un menor peso. El colector de escape está fabricado en un material extraordinariamente resistente a la tensión que, incluyendo la carcasa de la turbina, tan sólo pesa 4,3 kilogramos (ó 7,0 kilogramos si se incluye la totalidad del turbocompresor). Con el fin de reforzar la eficacia del Turbo aún más, esta versión del Coupé posee un gran intercooler por aire montado en la parte delantera del coche, y se encarga de refrigerar el aire en unos 60 grados centígrados después de haber sido sometido a compresión, y por tanto calentado, en el turbocompresor. Puesto que la densidad del aire frío es mayor, las cámaras de combustión se nutren con una masa de aire de mayor tamaño que tiene como resultado una mayor eficacia operativa.

    Además de los cambios realizados en el turbocompresor y equipo auxiliar, los ingenieros de Opel han modificado el propio motor. Los pistones de aleación ligera, por ejemplo, pesan 315 gramos cada uno (sin contar segmentos y bulones). Los pistones cuentan con una mayor capacidad volumétrica de manera que la relación de compresión se reduce a 8image1. Para resistir las tensiones más severas, se utiliza un bulón flotante y las válvulas de escape se rellenan con sodio líquido para dotarlas de una mejor resistencia al calor. Todo esto acelera la transferencia de calor lejos de la cabeza de la válvula.

    El turbocompresor está controlado por un sistema central de gestión del motor (Bosch ME 1.5.5), también responsable del acelerador electrónico ("operado por cable"), la inyección de combustible y el encendido. Este sistema mantiene la presión de sobrealimentación del turbocompresor en un valor constante, asegurando la respuesta del motor sin "efecto turbo", esto se consigue haciendo pasar parte de los gases de escape a través de una válvula de descarga integrada.


    David.w, ¿Plataformas raritas? XDDD Mi no entender...

    Saludos,

    Sebring
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  • TurboBoyTurboBoy Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Muy instructivo. Gracias, Sebring.
  • lujosalujosa Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Buen tema.
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    Saludos. Lujosa.
  • lujosalujosa Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Tienes mi voto Sebring, gracias por el tema.
    Saludos. Lujosa.
  • buupsbuups Forero Junior
    Turbo : técnica y rendimiento

    FELICIDADES A SEBRING Y A PAPABRUJO!!!!
    OS ANIMO A K SIGAIS ENVIANDO CUALQUIER COSA QUE SE OS OCURRA Y K TENGA ESTA CALIDAD!!! image image image image image image
  • vvccbbvvccbb Forero ✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Muy buen tema, enhorabuena, Sebring
    Pues eso, que a raiz de tu explicación, y viendo que estas puesto en el tema, a ver si tú o algún otro especialista profundiza en el tema de los superchargers que creo que llevaban los golf g60 y los polos g40. Por lo que tengo entendido, la diferencia entre un supercharger y un turbo es que el primero está accionado directamente por una correa movida por el motor, en lugar de ser una turbina movida por los gases de escape. Cuales son las ventajas /desventajas de este sistema frente a los turbos de siempre? ¿Qué más coches equipan este sistema?

    Gracias, y felicidades otra vez por el temazo, asi da gusto
  • BartBart Forero ✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Con gente como tu, el foro seguira siempre vivo.

    Plas, plas, plas ! image
  • willwill MegaForero ✭✭✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Hola a todos.

    Una explicación sencilla y buena.

    VVCCBB, los compresores se mueven solidarios con el cigüeñal(creo) y la ventaja que tienen con respecto a los turbos es que la respuesta es inmediata pues su funcionamiento no depende de la presión de los gases de escape y se elimina el retraso del turbo y la "patada" de los motores turbo.

    Además de los motores Volkswagen que tú dices, también llevan compresor algunos modelos de Mercedes, los Kompressor; y modelos de Jaguar como el XKR o XJR.

    Un saludo.

    Will.
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  • AccordiTDAccordiTD Forero ✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Buenas,

    viendo que os tira el tema, os pongo un link en que tienen unas páginas sobre el tema.



    Yo quería hacer una pregunta. Hace tiempo leí que preguntaban a un directivo de alguna empresa (no recuerdo) que por qué los turbos diesel tenían una presión de 1.000 y pico bares en comparación con la de 1 bar en los gasolina. Él respondía que porque se había visto que así era la mejor forma. Me pareció una explicación poco científica. Alguien sabe algo sobre el tema?

    Bruuuuuuuuuuuum image
  • AccordiTDAccordiTD Forero ✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Oh, ****, el link no sale. Os lo vuelvo a poner:

    Super-link
  • JJ_ToledoJJ_Toledo Forero Junior
    Turbo : técnica y rendimiento

    image image image image image

    Muy bueno Sebring!

    Esto es lo que gusta ver en un foro!

    Gracias
  • AstonAston Forero ✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    UP,UP
    GRACIAS POR CURRAROS ESTOS TEMAS

    SALUDOSS
  • rodri10frodri10f Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    Muy bueno sebring sigue así


    Aqui tienes mi voto image
  • JC16vJC16v Forero Junior
    Turbo : técnica y rendimiento

    Mi voto para este temazo.

    Muy bueno, Sebring.

    Salu2-JC
  • apapurcioapapurcio Forero Senior ✭✭✭
    Turbo : técnica y rendimiento

    los motores se pueden sobrealimentar de dos maneras:
    con tubocompresores, estos aprovechan la energía cinética de los gases de escape incrementando la presión de admisión y acercando el ciclo practico del motor al ciclo teórico. hasta que no se alcanza un regimen de giro del motor que genere los suficientes gases de escape, la energía cinética de estos gases es pequeña y por tanto el trabajo realizado por el turbo compresor es muy bajo. el hecho de utilizar turbocompresores de pequeño tamaño tiene la ventaja de que el momento de inercia del rotor es más pequeño consiguiendo alcanzar velocidades angulares altas mucho antes (motores biturbo con turbos pequeños)hoy día se utilizan turgos de geometría variable, es decir el difusor del compresor esta dotado con alabes de incidencia variable que regulan el salto de presiones, ppermitiendo mayor aceleración y eficiencia.
    los compresores volumétricos, habitualmente tipo roots giran movidos por el cigueñal pueden tener una multiplicación única o varias, tambiaén los hay centrifugos(utilizados sobre todo en aviación)al ser movidos por el cigueñal y con desmultiplicación su soplado se inicia antes que con los turbo compresores, pero tambbién lfrecen una resistencia mecánica al giro, lancia empleó a la vez estos dos sistemas de sobre alimentación, el volumétrico soplaba a bajas vueltas y el turbocompresor a altas
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