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COCHABAMBA - BOLIVIA
ING. ROGER REINALDO MONTECINOS R.
UNIVERSIDAD MAYOR
DE SAN SIMON 1
TURBOS DE GEOMETRÍA
VARIABLE (VTG)
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Mayor Potencia
Al entrar mayor cantidad de aire al cilindro , el motor automáticamente puede quemar una mayor cantidad de combustible y tener así un aumento significativo de su potencia, el cual varía en torno del 20 a 30%.
Menor Consumo de Combustible
La cantidad de combustible consumida por un motor turboalimentado es aproximadamente 10% menor a la de un motor naturalmente aspirado. Esto ocurre porque el motor turboalimentado aprovecha totalmente el combustible.
Reducción de emisión de gases contaminantes
Un motor turboalimentado es básicamente un motor limpio. Cuando se dispone de un volumen mayor de aire en el cilindro, hay seguridad de una quema perfecta de los gases, evitando el desperdicio del combustible y eliminando el humo.
BENEFICIOS OBTENIDOS CON UN TURBOALIMENTADOR
COMPARACIÓN CON Y SIN TURBO
FUNCIÓN DEL TURBOALIMENTADOR
La función del turboalimentador es entregar un volumen de aire mayor
al motor, lo que posibilita que haya una quema perfecta del
combustible y un mejor desempeño.
MOTOR ASPIRADO
Un motor aspirado pierde a cada
1000mts sobre el nivel del mar 10% de
su potencia. Sumando esto a su
deficiencia natural, en realidad la
pérdida sería de aprox. 30%.
MOTOR TURBOALIMENTADO
Un motor turboalimentado, por el hecho
de recibir el oxígeno comprimido a
través del compresor del
turboalimentador, trabaja tanto al nivel
del mar como en altitudes variadas, con
100% de su capacidad volumétrica.
VENTAJAS DEL TURBO
No consume energía en su accionamiento
Fácil localización, sin accionamiento directo del eje del motor
Reducido volumen, en relación a su caudal proporcionado.
Gran capacidad de comprimir a altos regímenes y altos caudales
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FLUJO DE TRABAJO DEL TURBOCOMPRESOR
DESVENTAJAS DEL TURBO
Mala capacidad de respuesta en bajas cargas por el poco volumen de
gases
Retraso en su actuación, por la inercia de la masa móvil y su
aceleración mediante gases
Alta temperatura de funcionamiento al accionarse con gases de escape
Mayores cuidados de uso y mantenimiento
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Los turbos convencionales a bajas revoluciones del motor el rodete de la
turbina apenas es impulsada por los gases de escape, por lo que el motor se
comporta como si fuera atmosférico.
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La solución es utilizar un turbo pequeño de bajo soplado que empiece a
comprimir el aire aspirado por el motor desde muy bajas revoluciones.
Pero a altas revoluciones del motor el turbo de bajo soplado no tiene
capacidad suficiente para comprimir todo el aire que necesita el motor, por lo
tanto, la potencia que ganamos a bajas revoluciones la perdemos a altas
revoluciones.
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Para corregir esta deficiencia se ha buscado la solución de dotar a una
misma maquina soplante la capacidad de comprimir el aire con eficacia tanto
a bajas revoluciones como a altas, para ello se han desarrollado los
turbocompresores de geometría variable.
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Disposición de elementos del turbocompresor de geometría.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
El turbo VTG (Geometría Variable) se diferencia del turbo convencional en la
utilización de un plato o corona en el que van montados unos alabes móviles
que pueden ser orientados (todos a la vez) un ángulo determinado mediante
un mecanismo de varilla y palancas empujados por una cápsula neumática
parecida a la que usa la válvula wastegate.
FUNCIONAMIENTO
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Para conseguir la máxima compresión del aire a bajas r.p.m. deben cerrarse
los alabes ya que disminuyendo la sección entre ellos, aumenta la velocidad
de los gases de escape que inciden con mayor fuerza sobre las paletas del
rodete de la turbina (menor Sección = mayor velocidad).
FUNCIONAMIENTO
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Cuando el motor aumenta de r.p.m y aumenta la presión de soplado en el
colector de admisión, la cápsula neumática lo detecta a través de un tubo
conectado directamente al colector de admisión y lo transforma en un
movimiento que empuja el sistema de mando de los alabes para que estos se
muevan a una posición de apertura que hace disminuir la velocidad de los
gases de escape que inciden sobre la turbina (mayor sección=menor
velocidad).
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Turbocompresor de geometría variable: principio de funcionamiento.
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Los alabes van insertados sobre una corona, pudiendo regularse el vástago
roscado de unión a la cápsula neumática para que los alabes abran antes ó
después. Si los alabes están en apertura máxima, indica que hay una avería
ya que la máxima inclinación la adoptan para la función de emergencia
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Elementos que intervienen en un turbocompresor de geometría variable.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Sensor de posición del turbocompresor de geometría variable.
30/10/2014 18 N. Colado
EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Funcionamiento de un turbo de geometría variable a bajas revoluciones.
Los TGV no tienen válvula de descarga ya que su función la cumplen los álabes variables.
Funcionamiento a bajo régimen: Los álabes se cierran para dejar una sección de paso mínima entre ellos. Esto acelera los gases que pasan, logrando que el turbo enganche.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Funcionamiento de un turbo de geometría variable a altas revoluciones.
Funcionamiento a alto régimen: Los álabes se abren y ajustan su posición para regular el giro del compresor y con ello la sobrealimentación.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Esquema de la regulación de sobrealimentación de un turbo de geometría variable.
La presión de control que actúa sobre el depresor que mueve los alabes, es regulada por la electroválvula, regulada a su vez por la UCE según sus mapas de memoria. La presión que llega al depresor es una mezcla de la atmosférica y la generada por la bomba de vacío.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Funcionamiento de la electroválvula que regula la presión de sobrealimentación.
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B A
C
EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Funcionamiento del turbocompresor de geometría variable con servomotor.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Funcionamiento del turbocompresor de sección variable.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Turbocompresor twin-scroll.
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EL TURBOCOMPRESOR GEOMETRÍA VARIABLE
Los alabes adoptan una posición cerrada que apenas deja espacio para el
paso de los gases de escape.
Esta posición es cuando el motor gira a bajas revoluciones y la velocidad de
los gases de escape es baja.
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Así acelera la velocidad de los gases de escape, al pasar por el estrecho
espacio que queda entre los alabes, que hace incidir con mayor fuerza los
gases sobre la turbina.
También adoptan los alabes esta posición cuando se exige al motor las
máximas prestaciones partiendo de una velocidad baja o relativamente baja,
lo que provoca que el motor pueda acelerar de una forma tan rápida como el
conductor le exige, por ejemplo en un adelantamiento o una aceleración
brusca del automóvil.
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Los alabes toman una posición mas abierta que se corresponde a un
funcionamiento del motor con un régimen de revoluciones medio y marcha
normal, en este caso el turbo VTG se comportaría como un turbo
convencional. Las paletas adoptan una posición intermedia que no interfieren
en el paso de los gases de escape que inciden sin variar su velocidad sobre
la turbina.
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Los alabes adoptan una posición muy abierta debido a que el motor gira a
muchas revoluciones, los gases de escape entran a mucha velocidad en el
turbo haciendo girar la turbina muy deprisa. La posición muy abierta de los
alabes hacen de freno a los gases de escape por lo que se limita la velocidad
de la turbina. En este caso, la posición de los alabes hacen la función que
realizaba la válvula wastegate en los turbos convencionales, es decir, la de
limitar la velocidad de la turbina cuando el motor gira a altas revoluciones y
hay una presión muy alta en el colector de admisión, esto explica porque los
turbos VTG no tienen válvula wastegate.
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Los alabes adoptan una posición muy abierta cuando el motor gira a muchas
revoluciones, los gases de escape entran a mucha velocidad en el turbo
haciendo girar la turbina muy deprisa.
La posición muy abierta de los alabes hacen de freno a los gases de escape
por lo que se limita la velocidad de la turbina. En este caso, la posición de los
alabes hacen la función que realizaba la válvula wastegate en los turbos
convencionales, es decir, la de limitar la velocidad de la turbina cuando el
motor gira a altas revoluciones y hay una presión muy alta en el colector de
admisión, esto explica porque los turbos VTG no tienen válvula wastegate.
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FUNCIONAMIENTO DEL TURBO SEGÚN RÉGIMEN MOTOR
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FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE GEOMETRÍA VARIABLE
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Se consigue un funcionamiento más progresivo del motor sobrealimentado.
Los motores con turbocompresor convencional donde había un gran salto de
potencia de bajas revoluciones a altas, el comportamiento ha dejado de ser
brusco para conseguir una curva de potencia muy progresiva con gran
cantidad de par desde muy pocas vueltas y mantenido durante una amplia
zona del nº de revoluciones del motor.
VENTAJAS DEL TURBOCOMPRESOR VTG
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Debido a su complejidad el precio con respecto a un turbocompresor
convencional es mayor.
El sistema de lubricación necesita usar aceites de mayor calidad y cambios
más frecuentes.
Hasta ahora, el turbocompresor VTG sólo se puede utilizar en motores
Diesel, ya que en los de gasolina la temperatura de los gases de escape es
demasiado alta (200 - 300 ºC mas alta) para admitir sistemas como éstos.
DESVENTAJAS DEL TURBOCOMPRESOR VTG
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1) Cuáles son las ventajas de utilizar un turbo compresor
2) Cuáles son las desventajas de utilizar un turbo compresor
3) Como es el funcionamiento de geometría variable
4) Cuáles son las partes de un turbo de geometría variable
5) El turbo VTG (Geometría Variable) como se diferencia del turbo
convencional
6) Como consigue máxima compresión del aire a bajas r.p.m. el turbo de
geometría variable
7) Cómo funciona el turbo de geometría variable cuando el motor aumenta
las r.p.m.
8) Cómo funciona el turbo de geometría variable cuando el turbo esta por
sobregirarse
9) Cuales son las ventajas de utilizar un turbo de geometría variable
10) Cuáles son las desventajas de utilizar un turbo de geometría variable
PREGUNTAS DEL TURBOCOMPRESOR VTG
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