驴Qu茅 es un Turbocargador de Geometr铆a Variable, y c贸mo funciona?

Los turbocompresores de geometr铆a variable (VGT o turbocompresores de geometr铆a variable) es un t茅rmino que se le asigna alagunos turbos en su mayor铆a a diesel. Los VGT tienen turbinas con 谩labes que se mueven seg煤n las necesidades del motor al que est谩n conectados.

La forma en que se mueven los alabes depende del dise帽o de VGT; algunos fabricantes los dise帽an para pivotar y otros para deslizarlos. Los primeros VGT regulaban las posiciones de las piezas utilizando actuadores de presi贸n o vac铆o, pero la mayor铆a de los dise帽os actuales utilizan unidades de control electr贸nico para determinar las posiciones de las piezas.

Cuando se alteran las posiciones de los alabes, cambia la geometr铆a de la carcasa de la turbina. Estos cambios afectan la velocidad de la turbina giratoria, lo que permite optimizarla para el rendimiento del motor.

Cuando la velocidad del motor es baja, el espacio en el turbo se expande, disminuyendo la velocidad del aire que fluye a trav茅s de la turbina. Cuando la velocidad del motor es alta, el espacio en el turbo se restringe, aumentando la velocidad del aire que fluye a trav茅s de la turbina.

Es importante recordar que los VGT cambian la velocidad de la turbina, no la cantidad de aire de escape. La cantidad de aire de escape nunca cambia.

Los VGT se crearon para trabajar con sistemas EGR para controlar las emisiones y son esenciales para la regeneraci贸n del filtro de part铆culas di茅sel (DPF). Durante la regeneraci贸n del DPF, la velocidad del aire debe controlarse por completo para que la temperatura del aire de escape sea lo suficientemente alta como para quemar la materia acumulada en el filtro.

Un turbo de geometr铆a variable (VGT) es una soluci贸n de potencia compleja y costosa que prevalece especialmente en los motores di茅sel. Un VGT tiene un anillo de 谩labes de forma aerodin谩mica en la carcasa de la turbina que puede alterar su relaci贸n de 谩rea a radio para igualar las revoluciones del motor. A bajas revoluciones, la relaci贸n 谩rea-radio crea m谩s presi贸n y velocidad para acelerar el turbo de manera m谩s efectiva. A revoluciones m谩s altas, la relaci贸n aumenta para dejar entrar m谩s aire. El resultado es un rango de impulso m谩s amplio y menos retraso.

Ventajas

鈥 Curva de par amplia y plana. Turbocompresor eficaz en un rango de RPM muy amplio.
鈥 Requiere un solo turbo, lo que simplifica una configuraci贸n turbo secuencial en algo m谩s compacto.

Desventajas

鈥 Por lo general, solo se usa en aplicaciones di茅sel donde los gases de escape son m谩s bajos para que las paletas no se da帽en con el calor.
鈥 Para las aplicaciones de gasolina, el costo generalmente las mantiene fuera, ya que se deben usar metales ex贸ticos para mantener la confiabilidad. La tecnolog铆a se ha utilizado en el Porsche 997, aunque existen muy pocos motores de gasolina VGT como resultado del costo asociado.

驴Qu茅 es el Turbocompresor El茅ctrico de Audi y c贸mo funciona?

El聽turbocompresor el茅ctrico聽es un dispositivo mec谩nico el茅ctrico que ayuda a optimizar la eficiencia y reducir el turbolag a bajas revoluciones en el autom贸vil, incorpora un motor el茅ctrico que hace la funciona de la turbina y un compresor est谩 instalado en el sistema de admisi贸n de aire que entra al motor, antes del turbo principal y del intercooler y normalmente es accionado a un r茅gimen de giro determinado por el fabricante en este caso Audi

Sin embargo, a muy bajas revoluciones, cuando salimos de un sem谩foro, por ejemplo, el aire que es enviado al turbo principal no ser铆a suficiente como para activarlo, entonces el turbo el茅ctrico entra en funcionamiento y empuja el aire con mucha m谩s fuerza en el motor, eliminando el聽Turbolag.

Las ventajas de la instalaci贸n de un sobrealimentador el茅ctrico residen en su total independencia de los gases de escape, modific谩ndose el sistema el茅ctrico debido a la necesidad de tensiones de trabajo de 48 voltios como m铆nimo.

La sobrealimentaci贸n el茅ctrica promete importantes mejoras en consumos, rendimientos m谩s eficaces del motor y un optimo desempe帽o de las normas ambientales y de gases, Estos principios b谩sicos de la evoluci贸n de los motores actuales permiten tener un mejor mercado automotriz.

Turbolag

Uno de los principales problemas a los que se enfrentan los fabricantes de veh铆culos, independientemente del tipo de sobrealimentaci贸n que incorporan, son las prestaciones a bajo r茅gimen debido al famoso聽TURBOLAG聽(tiempo de reacci贸n) tiempo que transcurre desde que pisamos el acelerador hasta que notamos el empuje total del motor, siendo esta idea tan antigua como el propio turbo.

Caracter铆sticas

Las cifras que ofrece el sobrealimentador el茅ctrico de Audi son demoledores, alcanzando una聽velocidad de giro de 70.000 rpm en apenas cent茅simas de segundo.

脡sta es su principal ventaja como elemento complementario al dise帽o de doble turbocompresor en serie, pues聽el retraso del turbo 鈥 efecto lag 鈥 es totalmente contrarrestado聽por la velocidad que alcanza la turbina el茅ctrica en muy poco tiempo.

Pero las ventajas de este sobrealimentador el茅ctrico van m谩s all谩, y es que esta peque帽a turbina es capaz de alcanzar valores de presi贸n relativa de 2,4 bares, consiguiendo unos registros m谩s que interesantes para llenar cada uno de los cilindros.

驴Qu茅 es el Turbo Lag en el auto y c贸mo se produce?

Para ir entendiendo el concepto r谩pidamente determinamos que el Lag (retraso) es un lapso de tiempo (retraso de respuesta), que transcurre desde que se pisa el acelerador hasta que la fuerza se transmite a las ruedas y se genera un movimiento

El lag se genera聽cuando los gases de escape entran en contacto con la inercia de las propias turbinas聽que conforman el sistema del turbo, ya que su peso hace que no puedan funcionar de manera inmediata. Pero tambi茅n por el tiempo que transcurre聽hasta que las turbinas giran lo suficiente聽como para que su presi贸n sea capaz de empujar el veh铆culo.

Es decir, cuando la turbina gira con lentitud, el motor se comporta como si no llevara turbo, hasta que 茅ste alcanza la velocidad de giro necesaria para comprimir el aire de admisi贸n.

En algunos motores, con el turbocompresor muy grande, cuesta mucho mover la turbina cuando no est谩 girando o cuando lo hace despacio, por lo que los gases de escape necesitan vencer una fuerte inercia.

Para solucionarlo, se utilizan turbocompresores cada vez m谩s peque帽os; turbos con materiales muy ligeros pero que resistan muy bien el calor, como la cer谩mica o el titanio, o turbocompresores de geometr铆a variable. o en su defecto turbo compresores electricos como el que incorpor贸 AUDI, o el actualmente desarrollado por Garrett

驴Qu茅 es una v谩lvula de alivio (Wastegate) y c贸mo funciona en el turbocargador?

Una valvula de alivio o Wastegate es un dispositivo integrado en un turbocompresor que controla la presi贸n de sobrealimentaci贸n m谩xima permitida.  La v谩lvula de descarga es un componente en un turbocompresor que desv铆a los gases de la turbina. La funci贸n principal de la v谩lvula de descarga es regular la presi贸n de sobrealimentaci贸n 贸ptima en los sistemas de turbocompresor para proteger el turbocompresor y el motor. El desv铆o de los gases de escape ajusta la velocidad de la turbina, que en sinton铆a ajusta la velocidad de rotaci贸n del compresor.

Es en esta etapa que la rueda de la turbina traduce la energ铆a t茅rmica (energ铆a potencial) del escape del motor en energ铆a mec谩nica. Si el flujo de escape se desv铆a de manera que no fluya a trav茅s de la rueda de la turbina de un turbocompresor, entonces su energ铆a potencial no es convertida por la turbina. En pocas palabras, la reducci贸n del flujo de escape a trav茅s de la turbina reduce y / o controla la presi贸n de refuerzo. En una palabra,

Tipos de V谩lvulas de alivio

Hay dos tipos de alivios; interno y externo. Una compuerta de desechos interna est谩 integrada en el conjunto de la carcasa de la turbina. Se instala una v谩lvula de descarga externa en el tubo ascendente de escape entre el colector de escape y la entrada de la carcasa de la turbina. En cualquier caso, se requiere un actuador para operar la v谩lvula de v谩lvula de descarga. Cuando se abre la v谩lvula, el flujo de escape se desv铆a de su trayectoria normal a trav茅s de la rueda de la turbina y, en su lugar, sale directamente al tubo de escape.

En funci贸n del modo de apertura, se distinguen dos variantes de v谩lvulas de descarga:

  • V谩lvula de descarga de tipo 芦push . En estas v谩lvulas de descarga, la apertura es accionada mediante un muelle. Este muelle, tarado a una determinada fuerza, aprieta el pist贸n de la v谩lvula manteni茅ndola cerrada. Cuando la presi贸n en la admisi贸n vence la fuerza del muelle, se abre la v谩lvula para permitir la salida del aire comprimido.
  • V谩lvula de descarga de tipo 芦pull禄.En las v谩lvulas de descarga de tipo jalar, la apertura es accionada por medio de una membrana en vez de por muelles. A diferencia de la versi贸n tipo 鈥減ush鈥, estas v谩lvulas tienen la ventaja de que no necesitan regulaci贸n ya que se adaptan autom谩ticamente a cualquier valor de presi贸n. Se trata de un modelo m谩s sofisticado y m谩s caro que la opci贸n tipo 鈥減ush鈥, que permite un funcionamiento m谩s optimizado y suave. Las v谩lvulas de descarga tipo 鈥減ull鈥 aseguran la estanqueidad m谩xima al ralent铆 y no sufren fugas bajo ning煤n rango de presi贸n de soplado del turbo. 

V谩lvula de descarga blow off

Como es la que expulsa el aire sobrante al exterior, . Tambi茅n suele llamarse v谩lvula de descarga atmosf茅rica, precisamente por lanzar al aire a presi贸n a la atm贸sfera. Este tipo de v谩lvulas es caracter铆stica de los sonidos realizados al revolucionar el veh铆culo

V谩lvula de descarga de bypass

Una v谩lvula de compresi贸n bypass, tambi茅n llamada v谩lvula de recirculaci贸n, no saca el aire sobrante fuera. En su caso lo env铆a a la admisi贸n, pero antes del turbo. Es decir, en la parte de donde el turbo saca el aire para luego presurizarlo y meterlo en el motor. Es importante que lo env铆e a un lugar donde el caudal铆metro pueda medir bien el aire que entra realmente. De lo contrario la mezcla de aire y combustible ser谩 incorrecta.

Control de la V谩lvula de Alivio Wastegate

Uno de los m茅todos m谩s simples para controlar una v谩lvula de descarga es mediante la presi贸n del m煤ltiple de admisi贸n (presi贸n absoluta del m煤ltiple o MAP). Una l铆nea o manguera conecta el colector de admisi贸n a un actuador de v谩lvula de descarga, que es esencialmente un diafragma mec谩nico y un dispositivo de resorte. El resorte dentro del actuador de la v谩lvula de descarga mantiene la v谩lvula en la posici贸n cerrada. Al igual que la presi贸n del colector de admisi贸n (presi贸n de refuerzo), tambi茅n lo hace la presi贸n en el actuador de la v谩lvula de descarga, aplicando una fuerza al diafragma. Cuando la fuerza ejercida sobre el diafragma excede la fuerza del resorte, la v谩lvula de descarga comienza a abrirse. A medida que cae la presi贸n de refuerzo, el resorte cierra la compuerta de desechos.

Una implementaci贸n m谩s moderna del control de la v谩lvula de descarga es mediante un actuador el茅ctrico; Esto se est谩 volviendo cada vez m谩s popular en motores turboalimentados. En lugar de depender de una presi贸n m煤ltiple o una fuente de vac铆o, estas compuertas de desag眉e cuentan con un solenoide el茅ctrico que es controlado directamente por el PCM y ajusta la posici贸n de la v谩lvula de compuerta de desag眉e.

WASTEGATES Y TURBOCOMPRESORES DE GEOMETR脥A VARIABLE (VGT)

Tradicionalmente (con excepciones), un turbocompresor de geometr铆a variable (VGT) no requiere el uso de una valvula de alivio, ya que el impulso se controla perpetuamente por la posici贸n de los 谩labes en la carcasa de la turbina. El un VGT ajusta f铆sicamente el tama帽o efectivo de la carcasa de la turbina al aumentar o disminuir las presiones de los gases de escape que act煤an sobre la rueda de la turbina. En lugar de desviar los gases de escape alrededor de la rueda de la turbina, un VGT simplemente abre las paletas, simulando un efecto similar al de una v谩lvula de descarga. 

A medida que se cierran las paletas, aumenta la energ铆a de escape que act煤a sobre la rueda de la turbina. Este rango de movimiento se utiliza para proporcionar una respuesta deseable del turbocompresor mientras se controlan las caracter铆sticas de rendimiento y la presi贸n de refuerzo m谩xima en todas las condiciones.

驴Qu茅 es un supercargador y como funciona en el motor del AUTOM脫VIL?

SUPERCHARGER: TYPES, METHODS AND WORKING PRINCIPLE

Superchargers are basically compressors/blowers which takes air at normal ambient pressure & compresses it and forcefully pushes it into engine! Power to the compressor/ blower is transmitted from engine via the belt drive.

The addition of extra amount of air-fuel mixture into the cylinder increases the mean effective pressure of the engine. An increment in MEP makes the engine produce more power. In this way, adding a compressor to the engine makes it more efficient.

TYPES OF SUPERCHARGER

There are mainly two types of supercharger. The first one is known as positive displacement supercharger and other one is known as Dynamic supercharger. The basic difference between both of them is that the positive displacement supercharger maintains constant level of pressure at all engine speed whereas the dynamic supercharger delivers increasing pressure with increasing speed. This is basic fundamental difference between them. These superchargers further subdivided as given below.

1. POSITIVE DISPLACEMENT SUPERCHARGER:

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As we discussed in early section that these superchargers deliver the same volume of charge at any engine speed or these superchargers are not depended on speed of the engine. The major types of positive displacement supercharger are root style and twin screw.

1. Root style
This design has two specially designed rotors which rotate in opposite direction (one is clockwise and other is anticlockwise) to compress the air. According to the rotor design this supercharger is further subdivided into two type: Two lob rotor, three lob, four lob rotors etc. As the rotor rotate, they trap the air by these lobs coming from suction side or inlet port and forced it towards discharge side or outlet port. The amount of air compressed is independent on the engine speed and each time this supercharger compresses the same amount of air.

Advantages:
飩 Simple design
飩 Best suited with high speed engine

Disadvantages:
飩 Pulsing airflow at low speed.
飩 Less efficiency.
飩 Heavy in weight.
飩 Create lots of heat due to friction.
飩 Back leakage at low speed.
飩 Provide same amount of air at both low and high RPM.

2. Twin screw supercharger
As the name implies, this type of supercharger have two screws which rotate in different direction. One of the screw rotate clockwise and other one is anticlockwise direction. The working of this supercharger is same as root type. It also sucks air from one side and delivered it to outlet port. This device provide smother air flow comparatively root style.

Advantages:

No photo description available.


飩 No back leakage problem.
飩 Provide smother air flow.

Disadvantages:
飩 High heat generation due to friction.
飩 Noisy in operation.

3. Vane type supercharger
A number of vanes are mounted on the drum of the supercharger. These vanes are pushed outwards via pre-compressed springs. This arrangement helps the vane to stay in contact with the inner surface of the body.
Now due to eccentric rotation, the space between two vanes is more at the inlet & less at the outlet. In this way, the quantity of air which enters at the inlet decreases it鈥檚 volume on its way to outlet. A decrease in volume results in increment of pressure of air. Thus, the mixture obtained at the outlet is at higher pressure than at the inlet.

2. DYNAMIC SUPERCHARGER:

No photo description available.

As we discussed earlier, these type of supercharger gives increasing air pressure as increasing engine speed. The supercharging effect in this type is highly depended on the engine speed. It also subdivided into following types.

1. Centrifugal Type


As the name implies this type uses centrifugal force to compress the air. The design of this supercharger is same as the centrifugal compressor. It has a impeller which is connected with the crankshaft with the help of belt drive. When the engine rotates, it makes rotate the impeller which sucks the air from one side. The centrifugal action acts on this air which increase its kinetic energy and delivery it to a diffuser. The air enter into the diffusion have high velocity at low pressure. The diffuser converts this high speed low pressure air to low speed high pressurized air. This high pressurized air then sent to the engine.

Advantages:
飩 It is small in size.
飩 High efficiency.

Disadvantages:
飩 The amount of air is not fixed.

2. Pressure wave 
3. Axial flow

METHODS OF SUPERCHARGING

No photo description available.

There are various other ways to force the air which doesn鈥檛 need extra power unlike compressors. The 2 most widely applied are 鈥

鈥 Ram effect supercharging 
Here, the inlet manifold is designed in such a way that the air gets automatically pushed into the cylinder. The air continuously tries into the cylinder but the intake valves open/close several times a second ! Every time the valve closes, the air just rams into it. This generates a pressure wave which travels in the opposite direction until it hits the plenum & gets reflected back.

Now if the resonant frequency of the plenum & engine matches, this pressure wave carries more air into the cylinder doing the work of a supercharger.

鈥 Under piston supercharging 鈥
This type of method is generally adopted in large marine engines. It utilizes the bottom side of the piston for compressing the air. With proper timing of valves, this system gives an adequate supply of compressed air, as there are 2 delivery strokes to each suction stroke of each stroke !

ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF SUPERCHARGER

Advantages of supercharging

1. Higher power output
2. Greater induction of charge mass
3. Better atomization of fuel
4. Better mixing of fuel and air
5. Better scavenging products
6. Better torque characteristics over whole range
7. Quick acceleration of vehicle
8. Complete and smooth combustion
9. Even fuel with poor ignition quality can be used
10. Improved cold starting
11. Reduced exhaust smoke
12. Reduced specific fuel consumption
13. Increased mechanical efficiency
14. Smooth operation and reduction in diesel knock tendency

Disadvantages of supercharging

1. Increased detonation tendency in SI engines
2. Increased thermal stress
3. Increased heat loss due to increased turbulence
4. Increased gas loading
5. Increased cooling requirements of the engine

驴Qu茅 es el Turbocompresor, y c贸mo trabaja?

Un turbocompresor es un dispositivo que se utiliza para aumentar la potencia del motor o se puede decir la eficiencia de un motor al aumentar la cantidad de aire que ingresa a la c谩mara de combusti贸n. M谩s aire en la c谩mara de combusti贸n significa que se admitir谩 m谩s cantidad de combustible en el cilindro y, como resultado, se obtendr谩 m谩s potencia del mismo motor si el turbocompresor est谩 instalado en 茅l.

En pocas palabras, un turbocompresor es una especie de bomba de aire que toma aire a presi贸n ambiental (presi贸n atmosf茅rica), lo comprime a una presi贸n m谩s alta y pasa el aire comprimido al motor a trav茅s de las v谩lvulas de admisi贸n.

Actualmente, los turbos se utilizan principalmente en motores di茅sel, pero actualmente se est谩 avanzando hacia la turbocompresi贸n en los motores de gasolina de serie.

La cantidad de motor que realmente entra en el cilindro del motor, en comparaci贸n con la cantidad te贸rica si el motor pudiera mantener la presi贸n atmosf茅rica, se llama eficiencia volum茅trica y el objetivo del turbocompresor es mejorar la eficiencia volum茅trica de un motor aumentando la densidad del gas de admisi贸n. .

El turbocompresor extrae el aire de la atm贸sfera y lo comprime con la ayuda de un compresor centr铆fugo antes de que entre en el colector de admisi贸n a mayor presi贸n. Esto da como resultado una mayor cantidad de aire que ingresa a los cilindros en cada carrera de admisi贸n. El compresor centr铆fugo obtiene energ铆a de la energ铆a cin茅tica de los gases de escape del motor.

COMPONENTES DEL TURBOCARGADOR

El turbocompresor tiene tres componentes principales.

  • 1. La turbina, que es casi una turbina de entrada radial.
  • 2. El compresor es casi un compresor centr铆fugo.
  • 3. El conjunto giratorio del cubo central.

Un turbocompresor se compone de dos secciones principales: la turbina y el compresor. La turbina consta de una rueda de turbina y una carcasa de turbina. La funci贸n de la carcasa de la turbina es guiar los gases de escape hacia la rueda de la turbina.

La energ铆a de los gases de escape hace girar la rueda de la turbina y luego el gas sale de la carcasa de la turbina a trav茅s de un 谩rea de salida de escape. El compresor tambi茅n consta de dos partes: la rueda del compresor y la carcasa del compresor.

El modo de acci贸n del compresor es opuesto al de la turbina. La rueda del compresor est谩 unida a la turbina mediante un eje de acero forjado y, a medida que la turbina hace girar la rueda del compresor, el giro a alta velocidad aspira aire y lo comprime.

Luego, la carcasa del compresor convierte la corriente de aire de alta velocidad y baja presi贸n en una corriente de aire de alta presi贸n y baja velocidad mediante un proceso llamado difusi贸n. El aire comprimido ingresa al motor, lo que le permite quemar m谩s combustible para producir m谩s potencia.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Un turbocompresor consta principalmente de dos secciones principales: la turbina y el compresor. La turbina consta de una rueda de turbina y una carcasa de turbina, cuya funci贸n es conducir los gases de escape hacia la rueda de turbina. La energ铆a cin茅tica de los gases de escape se convierte en mec谩nica despu茅s de golpear los 谩labes de la turbina. La salida de escape ayuda a que los gases de escape salgan de la turbina. La rueda del compresor en el turbocompresor est谩 unida a una turbina con la ayuda de un eje de acero y, a medida que la turbina hace girar la rueda del compresor, aspira la corriente de aire de alta velocidad y baja presi贸n y la convierte en aire de alta presi贸n y baja velocidad. arroyo. Este aire comprimido ingresa al motor con mayor cantidad de combustible y, por lo tanto, produce m谩s potencia.

Los gases de escape residuales del motor se utilizan para accionar una rueda de turbina, que est谩 conectada a una rueda de compresor mediante un eje. El compresor o rueda de aire aspira aire a trav茅s de los filtros de aire y lo pasa al motor.
A medida que los gases residuales son expulsados 鈥嬧媎el motor, se dirigen a la turbina o rueda caliente del turbo y as铆 completa el ciclo.

  1. Captura

En lugar de escapar por el tubo de escape, los gases calientes producidos durante la combusti贸n fluyen hacia el turbocompresor. Los cilindros dentro de un motor de combusti贸n interna se disparan en secuencia (no todos a la vez), por lo que los gases de escape salen de la c谩mara de combusti贸n en pulsos irregulares.
Los turbocompresores convencionales de entrada 煤nica dirigen esos pulsos irregulares de escape hacia la turbina de una manera que los hace chocar e interferir entre s铆, reduciendo la fuerza del flujo. Por el contrario, un turbocompresor de doble entrada recoge los gases de escape de pares de cilindros en una secuencia alterna.

  1. Girar

El escape golpea las palas de la turbina, haci茅ndolas girar hasta 150.000 rpm. Los pulsos alternos del escape ayudan a eliminar el retraso del turbo.

  1. Ventilaci贸n

Una vez cumplido su prop贸sito, los gases de escape fluyen a trav茅s de una salida hacia el convertidor catal铆tico, donde se eliminan el mon贸xido de carbono, los 贸xidos nitrosos y otros contaminantes antes de salir por el tubo de escape.

  1. Comprimir

Mientras tanto, la turbina alimenta un compresor de aire, que recoge aire fr铆o y limpio de un respiradero y lo comprime hasta un 30 por ciento por encima de la presi贸n atmosf茅rica, o casi 19 libras por pulgada cuadrada. El aire denso y rico en ox铆geno fluye hacia la c谩mara de combusti贸n.

El ox铆geno adicional hace posible que el motor queme gasolina de manera m谩s completa, generando m谩s rendimiento con un motor m谩s peque帽o. Como resultado, el motor Twin Power genera un 30 por ciento m谩s de potencia que uno sin turbo del mismo tama帽o.

Sigue el siguiente proceso

  1. La entrada de aire del motor aspira aire fr铆o y lo env铆a al compresor.
  2. El compresor comprime el aire entrante y lo calienta. Luego expulsa el aire caliente.
  3. El aire caliente se enfr铆a al pasar por el intercambiador de calor y entra en la entrada de aire del cilindro.
  4. El aire fr铆o arde dentro de la c谩mara de combusti贸n a un ritmo m谩s r谩pido debido a que transporta m谩s ox铆geno.
  5. Debido a que se quema m谩s combustible, la producci贸n de energ铆a ser谩 mayor y m谩s r谩pida y el motor podr谩 enviar m谩s potencia a las ruedas.
  6. Los gases residuales calientes saldr谩n de la c谩mara y pasar谩n por la turbina en la salida de escape.
  7. La turbina gira a alta velocidad y tambi茅n hace girar el compresor, ya que ambos est谩n montados en el mismo eje.
  8. Los gases de escape salen del coche por el tubo de escape. Gastan menos energ铆a que un motor sin turbocompresor.

TIPOS DE TURBOCOMPRESOR

  1. Turbo 煤nico

Los turbocompresores individuales por s铆 solos tienen una variabilidad ilimitada. Diferenciar el tama帽o de la rueda del compresor y la turbina dar谩 lugar a caracter铆sticas de par completamente diferentes. Los turbos grandes generar谩n una alta potencia en la gama alta, pero los turbos m谩s peque帽os proporcionar谩n un mejor gru帽ido en las bajas ya que giran m谩s r谩pido. Tambi茅n hay turbos simples con cojinetes de bolas y cojinetes lisos. Los rodamientos de bolas proporcionan menos fricci贸n para que giren el compresor y la turbina, por lo que son m谩s r谩pidos de enrollar (al tiempo que aumentan los costos).

Ventajas

  • Una forma rentable de aumentar la potencia y la eficiencia de un motor.
  • Simple, generalmente la m谩s f谩cil de instalar de las opciones de turbocompresor.
  • Permite utilizar motores m谩s peque帽os para producir la misma potencia que los motores de aspiraci贸n natural m谩s grandes, lo que a menudo puede eliminar peso.

Desventajas

  • Los turbos simples tienden a tener un rango de RPM efectivas bastante estrecho. Esto hace que el tama帽o sea un problema, ya que tendr谩s que elegir entre un buen par a bajas revoluciones o una mejor potencia a altas revoluciones.
  • La respuesta del turbo puede no ser tan r谩pida como las configuraciones turbo alternativas.
  1. Twin Turbo

Al igual que con los turbocompresores simples, existen muchas opciones cuando se utilizan dos turbocompresores. Podr铆a tener un solo turbocompresor para cada bancada de cilindros (V6, V8, etc.). Alternativamente, se podr铆a usar un solo turbocompresor para bajas RPM y pasar a un turbocompresor m谩s grande para altas RPM (I4, I6, etc.). Incluso podr铆a tener dos turbos de tama帽o similar, donde uno se usa a bajas RPM y ambos a altas RPM. En los BMW X5 M y X6 M se utilizan turbos Twin-Scroll, uno a cada lado del V8.

Ventajas

  • Para los turbos gemelos paralelos en motores en forma de 鈥淰鈥, los beneficios (y los inconvenientes) son muy similares a las configuraciones de un solo turbo.
  • Para turbos secuenciales o usando un turbo a bajas RPM y ambos a altas RPM, esto permite una curva de torsi贸n mucho m谩s amplia y plana. Mejor par a bajas revoluciones, pero la potencia no disminuir谩 a altas RPM como con un peque帽o turbo 煤nico.

Desventajas

  • Costo y complejidad, ya que casi se han duplicado los componentes del turbo.
  • Existen formas m谩s ligeras y eficientes de lograr resultados similares (como se analiza m谩s adelante).
  1. Turbo de doble desplazamiento

Un turbo funciona con gases de escape que se redirigen para hacer girar las palas de la turbina y forzar el ingreso de aire al motor. Ahora, los cilindros de un motor se disparan en secuencia, lo que significa que los gases de escape ingresan al turbo en pulsos. Como probablemente puedas imaginar, estos pulsos pueden superponerse e interferir f谩cilmente entre s铆 al alimentar el turbo, y un turbocompresor de doble entrada resuelve este problema mediante el uso de una carcasa de turbina de entrada dividida y un colector de escape espec铆fico que empareja los cilindros correctos con cada uno. Desplazarse. En un veh铆culo de cuatro cilindros, puede tener el primer y cuarto cilindros alimentando un scroll, y dos y tres alimentando otro. Esto significa que hay menos superposici贸n de pulsos y menos retraso.

Ventajas

  • Se env铆a m谩s energ铆a a la turbina de escape, lo que significa m谩s potencia.
  • Es posible obtener un rango m谩s amplio de RPM de impulso efectivo en funci贸n de los diferentes dise帽os de desplazamiento.
  • Es posible lograr una mayor superposici贸n de v谩lvulas sin obstaculizar la evacuaci贸n del escape, lo que significa m谩s flexibilidad de ajuste.

Desventajas

  • Requiere una disposici贸n del motor y un dise帽o de escape espec铆ficos (por ejemplo: I4 y V8, donde se pueden alimentar 2 cilindros a cada espiral del turbo, a intervalos iguales).
  • Costo y complejidad frente a los turbos simples tradicionales.
  1. Turbocompresor de geometr铆a variable (VGT)

Un turbo de geometr铆a variable (VGT) es una soluci贸n de energ铆a costosa y compleja que prevalece especialmente en los motores di茅sel. Un VGT tiene un anillo de paletas de forma aerodin谩mica en la carcasa de la turbina que puede alterar su relaci贸n 谩rea-radio para que coincida con las revoluciones del motor. A bajas revoluciones, la relaci贸n 谩rea-radio crea m谩s presi贸n y velocidad para acelerar el turbo de manera m谩s efectiva. A mayores revoluciones, la relaci贸n aumenta para dejar entrar m谩s aire. El resultado es un rango de impulso m谩s amplio y menos retraso.

Ventajas

  • Curva de torsi贸n amplia y plana. Turbocompresor eficaz en un rango de revoluciones muy amplio.
  • Requiere solo un turbo, lo que simplifica una configuraci贸n de turbo secuencial en algo m谩s compacto.

Desventajas

  • Normalmente s贸lo se utiliza en aplicaciones di茅sel donde los gases de escape son m谩s bajos para que las paletas no se da帽en con el calor.
  • Para las aplicaciones de gasolina, el costo normalmente las mantiene fuera, ya que se deben utilizar metales ex贸ticos para mantener la confiabilidad. La tecnolog铆a se ha utilizado en el Porsche 997, aunque existen muy pocos motores de gasolina VGT debido al costo asociado.
  1. Turbocompresor variable de doble entrada

Un turbo variable de doble desplazamiento combina un VGT con una configuraci贸n de doble desplazamiento, por lo que a bajas revoluciones, uno de los desplazamientos se cierra por completo, forzando todo el aire hacia el otro. Esto da como resultado una buena respuesta del turbo y potencia a bajas revoluciones. A medida que acelera, se abre una v谩lvula para permitir que entre aire en la otra espiral (este es un proceso completamente variable, lo que significa que la v谩lvula se abre en peque帽os incrementos), se obtiene un buen rendimiento de alta gama. Obtienes el tipo de rendimiento con un solo turbo que normalmente solo podr铆as obtener con una configuraci贸n de doble turbo.

Ventajas

  • Significativamente m谩s baratos (en teor铆a) que los VGT, lo que constituye un argumento aceptable para el turbocompresor de gasolina.
  • Permite una curva de torsi贸n amplia y plana.
  • Dise帽o m谩s robusto que un VGT, dependiendo de la selecci贸n del material.

Desventajas

  • Costo y complejidad frente al uso de un solo turbo o el tradicional doble desplazamiento.
  • Se ha jugado con esta tecnolog铆a antes (por ejemplo: v谩lvula de carrete r谩pido) pero no parece tener 茅xito en el mundo de la producci贸n. Es probable que existan desaf铆os adicionales con la tecnolog铆a.
  • Turbocompresores el茅ctricos

Un avance muy reciente es la introducci贸n de turbos con compresores el茅ctricos. Un ejemplo es el propulsor de BorgWarner, que es un compresor accionado el茅ctricamente. El compresor proporciona un impulso instant谩neo al motor hasta que el turbocompresor se ha acelerado lo suficiente. Se puede encontrar una versi贸n similar de esto en el SQ7 de Audi. Con el impulso instant谩neo, el retraso se convierte en cosa del pasado, pero nuevamente, el sistema es costoso y complejo. Un compresor necesita un motor, que a su vez necesita ser alimentado, por lo que este no es un sistema sencillo de implementar.

Ventajas

  • Al conectar directamente un motor el茅ctrico a la rueda del compresor, el retraso del turbo y la cantidad insuficiente de gases de escape se pueden eliminar virtualmente haciendo girar el compresor con energ铆a el茅ctrica cuando sea necesario.
  • Conectando un motor el茅ctrico a la turbina de escape se puede recuperar la energ铆a desperdiciada (como se hace en la F贸rmula 1).
  • Un rango de RPM efectivo muy amplio con par uniforme en todo momento.

Desventajas

  • Costo y complejidad, ya que ahora debe tener en cuenta el motor el茅ctrico y asegurarse de que permanezca fr铆o para evitar problemas de confiabilidad. Esto tambi茅n se aplica a los controladores agregados.
  • El embalaje y el peso se convierten en un problema, especialmente con la adici贸n de una bater铆a a bordo, que ser谩 necesaria para suministrar suficiente energ铆a al turbo cuando sea necesario.
  • Los VGT o twin-scrolls pueden ofrecer beneficios muy similares (aunque no al mismo nivel) por un costo significativamente menor.
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