Fuente
La en la imagen se muestra un "Ford Mustang Hoonicorn V8 de Ken Block twin turbo". Pero, ¿que es turbo?
Un turbo-compresor es una unidad compresora de aire usado comúnmente en motores Diésel y Gasolina para enriquecer con oxigeno la mezcla aire combustible logrando así mayor energía en la combustión y por consiguiente un aumento de potencia (Horse power) y par motor (Torque).
Funcionamiento Básico
Los gases de escape del motor traen consigo energía entalpica (la cual no es aprovechada y se pierde) que es usada para hacer girar la turbina de flujo mixto (2) donde los gases entran de manera axial por medio del estátor (caracol) y salen de forma radial respecto el eje de la turbina (3), en el otro extremo del turbo-compresor (1) se encuentra un compresor centrifugo con su respectivo estátor (Caracol que reduce el volumen del aire hasta comprimirlo) para comprimir el aire y enviar a la cámara de combustión mayor cantidad masa de aire. Este aumento de masa de aire genera una mezcla de combustible mas oxigenada y a la hora de combustionar se obtiene mayor potencia.
En la mayoría de los turbos el estátor de la turbina es de hierro fundido para que resista temperaturas de hasta 700 °C dependendiendo de la cilindrada del motor y el estátor del compresor de aluminio.
Los turbo-compresores más pequeños una presión máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar (21,75 psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bares dependiendo de si el motor es gasolina o diésel. La calibración de presión del turbo es muy importare ya que sobrepresiones en la cámara de combustión podrían hacer sufrir al motor causando auto detonaciones no correspondiente en el ciclo de motor, con la válvula waste-gate (4) se evita eso, una manera de calibración podría se en el Dyno donde se prueban diferentes presiones para obtener mayor potencia en nuestras ruedas.
Eficiencia en Motores turbo
La eficiencia térmica relación entre la energía que deseamos obtener de dicha máquina (trabajo realizado) y la energía consumida en su funcionamiento (energía suministrada), es decir que si generamos mas energía sin consumir mas generamos mas eficiencia en nuestro motor que es precisamente lo que se logra con un turbo-compresor. En autos comunes la eficiencia oscila entre 20% y 25% siendo la diferencia energía de perdida.
Al añadir un turbo cargador aumentamos dicha eficiencia entre un 30% y 40% debido a que generamos mas energía con los gases de escape, aprovechando así esa perdida de energía en forma de calor.
Tiempo de respuesta (Turbolag)
Turbocargador de geometría variable
El turbo-cargador a bajas revoluciones del motor no comprime el aire lo suficiente para poder tener potencia extra, el máximo partido se le saca a altas revoluciones entre un rango medio (3000 a 5000)RPM. Esto es debido a q mayor RPM del motor mayor cantidad de gases de escape y por ende mayor energía.
Existes varios trucos para tener un tiempo de respuesta menor como:
- biturbo.
- biturbo secuencial.
- turbocargador de geometría variable.
La instalación por si sola del turbo no es suficiente para su buen funcionamiento y para ello se necesitan nuevas piezas y remplazar algunas por otras de mejor calidad. Algunas de las comunes a añadir son:
- Intercooler: El aire al ser comprimo adquiere un efecto negativo para el motor, se calienta y disminuye su densidad ( se vuelve mas fino el aire) y es por ello que se enfría antes de mezclase con el combustible.
- Filtro de Aire: Unos filtros de limpios y de buena calidad ayudan a que el turbo aspire con mayor facilidad, sin el filtro se puede sacar mayor potencia pero se corre el riesgo que entren partículas externas con piedras que pueden dañar partes del motor.
- Múltiple de escape: Cuando el flujo de gases de escape es muy elevado la propia turbina del turbo aporta mucha resistencia haciendo que el múltiple de escape se caliente demasiado llegando a ponerse al rojo vivo. por esta razón se necesita uno de mejor calidad.
- Sistema de escape modificado: Al añadir un turbo casi siempre se debe construir un sistema de escape a medida dependiendo la ubicación del turbo.
Estas tres modificaciones son las mas básicas a la hora de la instalación del turbo.
