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Funcionamiento de un turbocompresor y tipos que existen

Por Ruta 401

El turbocompresor es un sistema de sobrealimentación que permite dotar al vehículo de mayor potencia y hacer que tenga un menor consumo. Esto es posible gracias a la recirculación de los gases de escape, que reducen, a su vez, las emisiones contaminantes. 

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¿Cómo funciona un turbocompresor?

Los turbocompresores son elementos que en su día llegaron para paliar las deficiencias de rendimiento de los motores de combustión interna tradicionales, en los que gran parte de la energía generada no se aprovechaba por culpa de los gases que se perdían por el tubo de escape. 

Básicamente, un turbocompresor se compone de una turbina cuyas aspas se accionan gracias a la recirculación de los gases del escape. Esta turbina está conectada a la rueda de un compresor a través de un eje coaxial, por lo que le transmite su movimiento de giro.El giro de la rueda impulsa el aire hacia el interior del propio compresor, donde es comprimido y conducido al colector de admisión y después a los cilindros. Al llegar con mayor presión a los cilindros, añade potencia extra al motor

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Al comprimirse, el aire adquiere altas temperaturas (hasta 750 °C), por lo que es necesario enfriarlo. Para ello, muchos turbocompresores incorporan un intercooler, también conocido como intercambiador de calor. Este enfriamiento permite que exista un mayor porcentaje de oxígeno y, por lo tanto, hace que el motor tenga un mejor rendimiento.

Fundamentalmente, es en los motores diésel en los que el turbocompresor ofrece una mayor eficacia. De ahí nacen los llamados turbodiésel. Además, estos motores son más eficientes que los motores de gasolina y se calcula que su consumo es entre un 20 y un 30 % menor.

 

Tipos de turbocompresor

En función de la estructura del turbocompresor, se pueden distinguir los siguientes tipos:

  • TGF (Turbocompresor de Geometría Fija). Es el modelo de turbo más sencillo que existe, por su simplicidad en cuanto a componentes. Aunque se trata de la opción más barata y fiable del mercado, por su simplicidad, tiene un tiempo de respuesta largo (lag excesivo).
  • TGV (Turbocompresor de Geometría Variable). Este tipo de turbocompresor incorpora piezas móviles en el interior de la turbina (álabes) que le permiten variar la sección de entrada de los gases de escape hacia la misma. Esto facilita la adaptación al rango de revoluciones de trabajo y mejora notablemente el rendimiento del motor. Pese a ello, es una clase de turbocompresor menos fiable que los TGF y, además, sufre un desgaste más acelerado.
  • Turbocompresor de doble entrada (también conocido como Twin Scroll). Este sistema puede ser de geometría fija o variable, pero su particularidad es que tiene la capacidad de bifurcar los gases de escape, lo cual evita que se mezclen los de entrada con los de salida. De esta manera, se eliminan las posibles pérdidas de presión para, así, aprovechar mejor la inercia de cara a impulsar la turbina. Frente a los TGV simples, esta tecnología concede al motor una entrega de potencia y de par más progresiva y una mejor respuesta a bajas vueltas (menos lag).
  • Turbocompresor eléctrico. Este es un concepto en pleno desarrollo que está empezando a establecerse en el mercado. Aunque mantiene el concepto básico de la estructura de un turbo, además, añade un motor eléctrico controlado por la ECU, la unidad de control del motor. Esto permite eliminar el retardo (es decir, que tenga un lag casi nulo) y mejorar la eficiencia de la turbina a bajas vueltas. 

 

Los sistemas turbocompresores también pueden clasificarse según el número de turbos que tengan y su sistema organizativo. Las principales opciones son las siguientes:

  • Sistema básico. Se trata de un turbocompresor que utiliza un único turbo.
  • Biturbo secuencial. Consiste en dos turbos anclados sobre una misma estructura. Cuando el motor llega a unas revoluciones determinadas, entra en funcionamiento un turbo y, llegado a otro cierto rango de revoluciones, entra en funcionamiento el segundo. Este sistema permite un rango de potencia más lineal, aunque más limitada por su característica secuencial, y un consumo menor.
  • Biturbo en paralelo. Este es un sistema compuesto de dos turbos anclados a una misma estructura, en el que ambos entran en funcionamiento a la vez. Esto permite un funcionamiento mejorado del motor en todo su rango de evoluciones (especialmente en las bajas), así como reducir el tiempo de respuesta y obtener una potencia y un par mayores.
  • Triturbo o cuatriturbo. Estos sistemas han quedado obsoletos debido a su falta de eficiencia en comparación con las nuevas tecnologías eléctricas.

Conclusión

El turbocompresor es, por su función, un elemento fundamental para sacar el máximo provecho del motor de un vehículo, especialmente en los modelos diésel. Además, gracias a este componente, se logra reducir el consumo de combustible y contribuir a la reducción de emisiones contaminantes a la atmósfera, algo muy necesario y valorado hoy en día. 

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Categorias: Aplicaciones