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Turbo compresor
introducción
Que es un turbo compresor
• Un turbocompresor o también llamado turbo es un sistema de
sobrealimentación que usa una turbina centrífuga para accionar
mediante un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo para
comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de
combustión interna alternativos, especialmente en los motores diésel.
• En algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles depende
de la cilindrada del motor. Como un motor con turbocompresor tiene
una mayor potencia máxima para una cilindrada dada, estos modelos
pagan menos impuestos que los que no tienen turbocompresor.
Quien creo el turbo compresor
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Alfred Büchi, suizo, en 1905
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En 1903 comenzó a experimentar con un rudimentario sistema de turbo-alimentación para mejorar la eficiencia del motor de
combustión.
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Büchi registra en 1905 la patente basado que los motores de combustión interna tienen una eficiencia muy baja debido a que dos
tercios de la energía se pierden a través del calor por el escape. Quería capturar ese calor y utilizarlo para mejorar el motor.
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Los principios de su tecnología fueron idénticos a los de los turbocompresores de hoy.
La potencia se incrementó al forzar aire adicional en los cilindros, con el calor del gas de escape utilizado para impulsar la turbina.
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En 1911, inició un departamento especial para experimentar el turbocompresor y produjo el primer prototipo en 1915. Intento demostrar
como podría ser utilizado en los aviones para aumentar la potencia del motor en el aire y a gran altura. Fue un desastre.
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Aunque el turbo compresor funcionaba, no pudo mantener la presión de sobre alimentación requerida, por lo tanto no era fiable. Esto
significa que, aunque se acercó a empresas como Brown Boveri (ABB ahora) en Baden ninguno estaba interesado porque se
consideraba al turbo: “indeseable y poco rentable”.
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Persistió con sus trabajos y patentó un nuevo sistema en 1915.
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En 1925, finalmente consiguió, con éxito acoplar el turbo compresor a un motor diesel y lograr una mejora de la eficiencia en
más de un 40%.
Ventajas del turbocompresor
Tipos de turbocompresores
• Existen distintos tipos de turbocompresores que proveen de
potencia extra a los automóviles. Los turbocompresores usan los
gases de escape del motor para generar presión que alimenta un
compresor y una turbina. Este artefacto se volvió común a
principios de los años 80, aunque su invención data de 1885,
cuando Gottlieb Daimler desarrolló el motor de inducción forzada
por aire. Hacia 1920, los motores con turbocompresores
aparecieron en los coches de carreras y en los motores de
aeronaves utilizadas durante la Segunda Guerra Mundial.
Turbocompresores Chrysler
• Todos los turbos de Chrysler presentaban múltiples puertos de
inyección. Las primeras versiones incluían una puerta integral para
desechos con un poder de desagote de 7,2 libras por pulgada
cuadrada (0,5 kg por cm cuadrado). Un ensamble mecánico
controlaba los desechos. A medida que la presión de salida del
escape se volvía demasiado grande, el artefacto movía la puerta
para que los gases de escape saltearan la turbina y fueran
directamente al caño de escape.
Turbocompresores en magna
• Los motores con turbocompresor en manga son una tecnología más
antigua. El tipo de manga consistía en dos soportes idénticos de
bronce que encajaban como una manga alrededor del eje rotativo de
la turbina, dentro de un cartucho. La manga presentaba pequeños
orificios que permitían que el flujo de alta presión de aceite del motor
pasara a través para generar un amortiguamiento entre el eje de la
turbina y el soporte. Esto permitía que el eje quedara suspendido en
aceite y no tocara otras superficies mecánicas. El sistema de
amortiguación con aceite permitía que el turbocompresor soportara
las vibraciones del motor y la reducción del calor generado. También
se trataba de un turbo económico de producir.
Turbocompresores montados sobre bolas
• Los turbocompresores montados sobre bolas mejoraban la durabilidad de los
motores de alto desempeño porque los soportes con bolas desarrollaban
incluso menos fricción que las mangas, manteniendo al motor más frío. Así
el motor podía soportar un mayor estrés cuando el conductor decidía usar el
turbo. Los turbocompresores con bolas hacían que las aspas de la turbina
giraran más libremente, lo cual reducía el atraso del turbo cuando se lo
aplicaba en bajas revoluciones. Las versiones montadas sobre bolas
producen una potencia aumentada de forma más rápido que los turbos con
mangas. Los turbos con bolas son los que se encuentran en los coches de
alto desempeño como la Subaru WRX STi y la Mitsubishi Evolution. Los turbos
Garret usan tecnología de soportes a bolas que mejora en 20 psi y puede
lograr hasta 500 HP.
Turbocompresor con Compartimientos idénticos y geometría variable
• Los turbos de compartimientos idénticos se hallan en las Subaru STi, los Pontiac
Soltice GPX y las Mitsubishi Evo. Éstos reciben su nombre porque tienen un
divisor que bisecta el lado del escape de la carcasa del compresor. Al dividir
esta parte a la mitad, los gases de escape empujan el impulsor de escape más
rápido a bajas revoluciones, reduciendo el atraso del turbo. Una versión de un
solo compartimento no tiene divisor central, pero se produce de forma
económica y con un diseño simple. Los turbos de geometría variables presentan
un sistema de palancas que usan paletas para regular el flujo de gases de
escape hacia las aspas de la turbina. Los ángulos cambiantes de la paleta varían
según las revoluciones del motor, y ayudan a mantener la potencia incluso a
bajas rpm. Los turbos de geometría variable son los que se encontraban en el
Porsche 911 de 3,6 litros y en los modelos Shelby Dodge Shadow CSX.
Conclusiones