Turbocargadores
La
primera consideración fundamental para entender estas
piezas es explicar que los motores de combustión
interna son máquinas para quemar aire, que es su
materia prima, y que si no fuera gratuita, sería
imposible hacerlos funcionar en masa como lo hacemos. Los
combustibles los hay de muchos tipos como gasolina, alcohol,
ACPM o gas, y son alternativos, pero el aire es indispensable
y determina la mayor parte del rendimiento del motor. No
por la calidad, sino por la cantidad que éste pueda
procesar. El combustible será proporcional a esta
cantidad de aire.
LOS ATMOSFÉRICOS
El
motor admite aire de dos maneras. Bien sea por succión
de los pistones al bajar en los cilindros donde hay un hermetismo
casi total gracias a los anillos. Estos se llaman motores
atmosféricos, porque el aire ingresa a las presiones
del medio ambiente. Están sujetos a que ese aire
que supuestamente son capaces de chupar los motores, que
es lo que se conoce como cilindrada expresada en centímetros
cúbicos, no se tenga en un 100% en la práctica
debido a las restricciones que hay en el recorrido de la
mezcla hasta el cilindro. Por ejemplo, el filtro, el carburador,
las curvas de los múltiples, los conductos de la
culata y los tamaños de las válvulas, son
enemigos de ese flujo.
LOS SOBREALIMENTADOS
La
segunda manera para alimentar un motor es inyectar ese aire
a presión, con lo cual el llenado pasa largamente
del 100%, con un importantísimo aumento de rendimiento
ya que un motor 1.000 c.c. teóricos, se puede considerar
como un 1.6 o más, dependiendo de las sobrepresiones
que maneje.
En
competencias, cuando un automóvil tiene un motor
sobrealimentado, su cilindrada de inmediato se multiplica
por un factor que va desde 1.4 hasta 2. O sea, un auto de
1.000 c.c. es considerado como si fuera de 1.400 c.c., tal
la eficiencia de estos sistemas.
LOS COMPRESORES
Hay
una manera de inyectar ese aire adicional al motor y es
usar un compresor que lo toma del medio ambiente y lo envía
cargado a los cilindros. Ahí vienen las diferencias
ya que ese compresor puede ser un turbocargador o un supercargador.
La
diferencia radica en su funcionamiento pero no en su efecto
primario. Ambos chupan aire en una turbina que gira a altas
revoluciones y lo pasan al sistema de admisión del
motor. El turbocargador se mueve con los gases de escape
que salen a través de una segunda turbina, que está
pegada a la admisión. De esta manera, el turbocargador
se mueve gratuitamente, es decir, aprovechando una energía
que se iba a desperdiciar en el sistema de exosto.
El
supercargador se mueve con una correa que está conectada
al cigüeñal del motor y por lo tanto, consume
algunos caballos del motor para su operación. O muchos,
dependiendo de la presión y caudal que busquemos.
EL TURBO ES ILIMITADO
Por
su diseño y manera de activarse, tienen dos curvas
de comportamiento muy distintas.
El
turbo envía una carga de aire cuya presión
va aumentando linealmente con sus revoluciones, hasta cuando
se produce cavitación o se limita por la capacidad
de sus componentes. Es normal que un turbo gire por encima
de las 100.000 rpm y el silbido de su trabajo se oye en
la calle. Los camiones pesados que tienen turbo, son un
ejemplo.
En
el turbo, suceden varios fenómenos que lo tipifican.
Primero, se demora en acelerar y cargar, mientras los gases
de escape toman caudal y velocidad al ritmo de las revoluciones
del motor. Por ello, la respuesta es demorada y eso se llama
el "turbo lag". Luego viene el problema de que
su carga crece rápidamente y se da un aumento brusco
de potencia, que la gente equivocadamente describe como
"el disparo del turbo", cosa que en realidad nunca
sucede ya que de todas maneras la presión aumenta
gradualmente, aunque no es suave la progresión.
Para
seguir en el proceso, cuando el turbo está en su
máximo rendimiento, se necesita un sistema que controle
la presión para evitar daños en el motor y
esto se hace aliviando el paso de los gases de escape por
la turbina de impulso mediante una válvula llamada
"waste gate o puente desperdicio". O bien, haciendo
el turbo de manera que su rendimiento coincida con los máximos
del motor.
SUPERCARGADOR, TRABAJO FIJO
El supercargador, en cambio, gira a una cantidad de revoluciones
superior a la del motor, pero nunca tan rápido como
el turbo. Su capacidad de mover aire y presurizarlo depende
del diseño de las turbinas interiores. Al modificar
el tamaño del piñón que lo activa,
se varía la respuesta, es decir, que cargue antes
o más tarde. Pero el rendimiento de caudal y presión
son constantes por lo cual no es crítico el sistema
de alivio y su trabajo es totalmente seguro para el motor
ya que no hay sobrepresiones súbitas o fuera de control
que acusen detonación y daños en la máquina.
Para
los aficionados a la velocidad y potencia, el supercargador
no ofrece las posibilidades de aumento de potencia que tiene
el turbo debido a que su esquema de trabajo es fijo y no
tiene el juego de presiones que permiten los turbos.
LOS INTERCOOLERS
Esta
palabra es muy popular en el argot, pero tampoco es muy
claro su significado ni el propósito de la pieza.
Tanto en el turbo como el supercargador, cuando se aumenta
la presión del aire que pasa por las turbinas, éste
se calienta de manera importante, por encima de los 80 grados
centígrados. En el turbo, la situación es
más crítica porque las turbinas de impulso
y la de movimiento de aire están pegadas y la temperatura
de los gases de escape suben de manera impresionante la
del aire que está a pocos centímetros.
Si
queremos meter aire a presión al motor, para que
éste tenga la mayor densidad posible debemos enfriarlo
una vez que está comprimido en un radiador por dentro
del cual pasa el aire que va para el motor y que se enfría
con el aire ambiente y la velocidad del vehículo.
Es lo que se llama el intercooler o intercambiador de calores,
ya que trabaja aire-aire.
El
intercooler es vital para asegurar el buen rendimiento de
estos sistemas de sobrealimentación, ya que si el
aire se calienta mucho, se pierda toda la eficiencia que
generan los compresores.
A FAVOR, EN CONTRA
TURBOS
A
favor
-
Generan mayor potencia porque su presión aumenta
linealmente con las rpm.
-
Para el conductor, es mucho más emocionante y notoria
la entrada de la presión del turbo.
En
contra:
-
Vida útil más crítica porque se lubrican
con el mismo aceite del motor y allí se manejan muy
altas temperaturas.
-
Necesitan más elementos para control de presión.
-
Son más vulnerables al paso de una mugre, ya que
la turbina de escape es una fuente de residuos y carbón.
-
La temperatura en el habitáculo del motor es muy
alta y esto afecta otros órganos y la electrónica.
-
Sus reparaciones son sumamente delicadas porque necesitan
piezas nuevas, un balanceo en máquinas especiales
y la carga de trabajo es muy alta.
-
Exigen cambios de aceite mucho más frecuentes y deben
trabajar con sintético, que es bastante más
caro.
-
Al soltar el acelerador, el turbo sigue andando y cargando
durante unos instantes por lo que la desaceleración
del carro no es inmediata y a veces causa accidentes.
-
Al apagar el motor hay que dejar girar el turbo unos cuantos
segundos para que se estabilice la temperatura y no se corte
la lubricación en un momento crítico. Es por
eso que los camioneros suelen dejar encendidos los motores
cuando hacen pausas en la ruta.
SUPERCARGADORES
A
favor:
-
Mayor confiabilidad y facilidad de reparación.
-
Unidad sellada exenta de servicio.
-
No usan el aceite del motor ni generan calor en el habitáculo.
-
La curva de torque o respuesta del motor es desde mucho
más abajo en las rpm y mucho mejor que la del turbo
a velocidad media.
-
Montaje mucho más simple.
-
Funcionamiento más predecible y fácil de controlar.
Sus enfermedades son menos agresivas con los motores.
En
contra
-
Su eficiencia es menor que la de los turbos en motores de
uso diario pero para carros de piques son ideales porque
responden de manera inmediata.
-
Consumen potencia del motor.
-
Es mucho más difícil hacer un montaje "casero"
de los supercargadores por los cálculos de velocidades
del compresor, poleas y demás que son complejos y
la versatilidad de los elementos es menor.
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