Сómo funciona un motor con turbocompresor?
El aire puede ser suministrado al motor por la presión atmosférica, en el momento en que el pistón se mueve y aumenta el volumen de la cámara de combustión; o puede ser suministrado por un soplador especial llamado compresor. En el segundo caso habrá más oxígeno en el motor y este podrá desarrollar más potencia.
Se instala un rotor en el compresor. El giro de los álabes del rotor hace que el aire se mueva. Las partículas de aire son lanzadas hacia el perímetro del rotor en dirección a la salida de la espiral donde el aire comprimido es suministrado al colector de admisión y dirigido al motor.
Para que el compresor bombee aire al motor, el eje debe girar. Esto puede realizarse de diferentes maneras.
- El primer método consiste en montar una polea en el eje del motor y utilizar una transmisión por medio de correa para transferir la rotación a otra polea montada en el eje del compresor.
- El segundo método se llama turboalimentación y se basa en el uso de la energía residual del flujo de los gases de escape. Esta energía se convierte en rotación del eje en la turbina.
Se puede instalar una turbina en el sistema de escape del motor de manera que las partículas de gas en movimiento actúen sobre las alabes de la rueda. Como resultado de esto, la rueda girará. Conectando la rueda de la turbina al compresor obtenemos un sistema de turbocompresión. El rodete del compresor, en este caso, será accionado por la turbina.
El funcionamiento de un motor turboalimentado
El cilindro se llena con una mezcla de combustible y aire.
A cierta relación de compresión, se produce la explosión de dicha mezcla. Esta explosión genera una expansión que fuerza al pistón a desplazarse hacia abajo, haciendo girar el cigüeñal.
Los gases de escape salen del cilindro forzadas por el pistón y se dirigen hacia la turbina.
Las partículas de gas actúan sobre los álabes de la rueda de la turbina, haciéndola girar.
La rueda de la turbina y la rueda del compresor están montadas en el mismo eje. Cuando la rueda de la turbina gira, la rueda del compresor también lo hace, impulsando el aire hacia los cilindros del motor.
El intercooler
Los gases de escape tienen una temperatura muy alta y calientan la turbina, desde la cual dicho calor se transfiere al compresor. Además, el aire, al comprimirse, también se calienta; y al calentarse, se expande. Al final, el compresor comprime el aire, pero lo calienta y este vuelve a expandirse, generando un funcionamiento ineficiente. Para evitar esto, el aire debe ser enfriado en la salida del compresor. Y para ello se utiliza un intercooler.
El intercooler es un radiador:
- aire-aire;
- aire-agua.
La fabricación y el mantenimiento de un turbocompresor resultan costosos. El uso de una turbina aumenta la resistencia en la línea de escape. Pero el beneficio de la potencia extra de usar un turbocompresor puede ser mucho mayor que el coste. El turbocompresor es más eficaz en los motores de gran potencia, pero recientemente han empezado a usarse también en motores pequeños para hacerlos más económicos y ecológicos.