Funcionamiento
En automoción, el turbocompresor
consiste en una turbina movida
por los gases de escape en cuyo
eje hay un compresor centrífugo
que toma el aire a presión
atmosférica antes o después de
pasar por el filtro de aire y
luego lo comprime antes de
introducirlo en los cilindros.
Este aumento de la presión de la
carga consigue introducir en el
cilindro un mayor volumen de
mezcla (carga combustible) que
el volumen real del cilindro
permitiría a presión
atmosférica, obteniendo el motor
más potencia que un motor
atmosférico de cilindrada
equivalente.
Los turbocompresores más
pequeños y de presión de soplado
más baja ejercen una presión
máxima de 0,25 bar (3,625 psi),
mientras que los más grandes
alcanzan los 1,5 bar (21,75 psi).
Como la energía utilizada para
comprimir el aire de admisión
proviene de los gases de escape,
este sistema no resta potencia
al motor, a diferencia de otros,
como los sistemas con compresor
mecánico (sistemas en los que el
compresor es accionado por una
polea conectada al cigüeñal).
Utilización en
distinto tipos de motores
Diesel
En los motores diésel el
turbocompresor está más
difundido debido a que un motor
diésel trabaja por
autoencendido; es decir, el
combustible se enciende
espontáneamente al aumentar la
temperatura del mismo. Esta
temperatura es lograda por el
aumento de la presión de la
carga de aire en el cilindro
durante la fase de compresión,
y, al alcanzarse la más alta
temperatura de la carga de aire,
el gasóleo es inyectado,
haciendo combustión
espontáneamente, obviando el
sistema de encendido. Al
aumentar el volumen de la carga
de aire durante el ciclo de
admisión mediante el uso de un
turbocompresor, se logra
aumentar considerablemente el
rendimiento del motor, así como
su capacidad de respuesta.
Gasolina
En los motores a gasolina,
normalmente de inyección
indirecta, el combustible se
inyecta en el paso entre el
turbocompresor y la cámara de
combustión (múltiple de
admisión). En un motor diésel de
inyección directa, se introduce
el combustible directamente en
la cámara de combustión al
finalizar la fase de compresión,
cuando la carga de aire ha
alcanzado su mayor temperatura.
En los motores a gasolina, en
cambio, se debe reducir la
relación de compresión para
evitar el autoencendido. Esto
produce una disminución del
rendimiento (para el mismo
consumo se obtiene menos
energía), con lo que el consumo
es más alto que en un motor
atmosférico, incluso cuando no
se demanda mucha potencia. Para
mitigar este problema, la marca
Saab ha ideado un sistema de
compresión variable, mediante el
cual se consiguen 225 CV en un
motor de 1,6 L con un consumo
normal de un 1,6.
Debido a que los motores a
gasolina incorporan una
"mariposa", la cual regula la
cantidad de mezcla a ingresar en
los cilindros, es necesaria la
utilización de una válvula
adicional llamada "blow-off". Al
cerrar la mariposa de forma
repentina la presión en las
cañerías aumenta y el caudal se
reduce drásticamente; estos
factores llevan a al
turbocompresor a un área de
trabajo inestable conocida como
"surge", que, de no ser evitada,
daña el turbocompresor. Para
evitarla, la blow-off
libera parte del aire
proveniente del turbocompresor.
Las blow-off pueden
recircular el exceso de presión
a la entrada de la admisión (en
este caso se llaman válvulas "diverter"
o "desviadora") y válvulas
blow-off propiamente dichas,
que descargan la presión al
exterior produciendo un sonido
característico.
