Proyecto turboalimentador

7/17/2019 Proyecto turboalimentador

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INTRODUCCIÓN

Para llevar a cabo la combustión completa de los hidrocarburos delcombustible, es necesario aportar la cantidad sufciente de oxígeno.Cuanto más aire y combustible seamos capaces de introducir en los

cilindros del motor, mayor será la potencia que se podrá obtener,pero mayor será la masa de aire necesaria para quemarlo; de estanecesidad surge la idea de los motores sobrealimentados. a carga!resca entra al cilindro a una presión muchísimo mayor a la presión deentrada del compresor, y por tanto la temperatura de entrada seráigualmente alta.

a sobrealimentación es un sistema que se utili"a para que un motorde combustión interna desarrolle más potencia. Consiste enestablecer a la entrada de los cilindros del motor una atmós!era deaire con una densidad superior a la normal de !orma que para un

mismo volumen de aire, la masa de ese aire es mayor; para ello seutili"an una serie de accesorios que serán di!erentes seg#n el tipo desobrealimentador que se utilice.

$n turboalimentador, turbocompresor o tambi%n llamado turbo es unsistema de sobrealimentación que usa una turbina centrí!uga paraaccionar mediante un e&e coaxial con ella, un compresor centrí!ugopara comprimir gases. 'ste tipo de sistemas se suele utili"aren motores de combustión interna alternativos, especialmente en losmotores di%sel.

'n algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles dependede la cilindrada del motor. Como un motor con turbocompresor tieneuna mayor potencia máxima para una cilindrada dada, un modeloturbocargado pagaría menos impuestos que un motor noturbocargado de la misma potencia.

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidro

http://www.monografias.com/trabajos14/falta-oxigeno/falta-oxigeno.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna


http://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/Sobrealimentaci%C3%B3n

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https://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_rotaci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_(m%C3%A1quina)

https://es.wikipedia.org/wiki/Gas

https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_explosi%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Carga_fiscal&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vil

https://es.wikipedia.org/wiki/Cilindrada

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http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidro



Turboalimentador (corte longitudinal)

('C')*++ +' -$/0*1'(-+0 2 )0/'*1'(-+0

'n el dise3o de un motor, el equilibrio entre la mayor potencia por unlado y el menor peso y tama3o sobre el otro deben de tomarse enconsideración.$na !orma de hacer que el motor sea capa" de suministrar ambosrequerimientos es equiparlo con un turboalimentador o unsobrealimentador. 'sto permite un volumen mayor y peso de airecomprimido que es quemado con una mayor cantidad decombustible, resultando en una mayor potencia de salida para unmotor en un tama3o dado.

401) +' $1'(- P0-'(C*

'n la mayoría de los motores de combustión interna, la potencia quepuede obtenerse de un motor está dada por su cilindrada, esta esdeterminada por la cantidad de aire que es inducida dentro de lacámara de combustión, en un periodo dado. +ebido a este !actor hay

diversos m%todos que pueden utili"arse para aumentar la potencia desalida del motor. -res !ormas típicas se muestran a continuación5

6. $1'(-(+0 C**(++ +' 10-0

'sta es la !orma más obvia pero origina que se aumente el peso delmotor, con esto no hay mucha me&ora en t%rminos de la relaciónpeso7potencia.

8. $1'(-(+0 9'0C*++ 1:*1 +' 10-0



os motores convencionales están limitados a casi <=== rpm debidoal incremento de p%rdidas por !ricción, ruido, vibración y disminuciónde la efciencia de admisión que ocurre a altas velocidades.

>. *1'(-(+0 0) C**(+0) C0( *' 1:) +'()0 ?$)0 +'

$( -$/0*1'(-+0 0 )0/'*1'(-+0@

$tili"ando este m%todo, la cantidad de aire necesario para lacombustión del combustible extra puede incrementarsegrandemente, resultando en el aumento de la potencia de salida.

CC-'*)-*C) +' -$/0*1'(-+0

'l turboalimentador es una clase de bomba de aire, el cual !uer"a elingreso del aire dentro de los cilindros para aumentar su densidad. apresión del aire en la admisión es suministrada a los cilindros por elturboalimentador. legan a alcan"ar presiones mayores a laatmos!%rica y su densidad se incrementa porque los cilindros sonrecipientes cerrados.'stas características se resumen en la siguiente tabla.CARACTERÍSTICAS

TURBOALIMENTADOR

SOBREALIMENTADOR

Tipo dealimentador

-urbina ?rodetes deturbina y compresor@

1ecánico?sobrealimentador tipoootsA usa un par de

rotores en !orma decapullos@

Método deimpulsin

Presión de los gases deescape.

*mpulsado por el cigBe3aldel motor.

!érdida depoten"ia

Peque3a porque elturboalimentador esimpulsado por la presiónde los gases de escape.

rande porque elsobrealimentador esimpulsado por el cigBe3al.

Alimenta"ine#e"ti$a

Peque3a en rangos deba&as velocidades.

a alimentación es posibleen todos los rangos de

velocidad.Respuesta (o es tan buena como elsobrealimentador.

)e obtiene buenarespuesta porque el sobrealimentador esdirectamente impulsadopor el cigBe3al.

A 'l sobrealimentador tipo oots es el tipo más utili"ado en laactualidad.



'4''(C*'n un motor corriente, la efciencia de alimentación del aire admitidodentro de los cilindros es solamente del <DE al FDE debido a laresistencia del sistema de admisión y los gases de escaperemanentes en el sistema de escape. Con un motor turboalimentadoo sobre alimentado esta efciencia puede ser mayor que el 6==E.

'fciencia de alimentación ?E@ Masade aire en el cilindro bajo condiciones normales∗¿×

¿ Masa de airerealmente admitida

¿6==

ACondiciones normales5 Presión atmos!%rica normal a 8= ℃

C010 *(C'1'(- ' 90$1'( +' *(2'CC*G( +' C01/$)-*/'

#n con un motor turboalimentado o sobrealimentado, un volumen decombustible apropiado para el volumen de aire admitido es requerido.

'n un motor +i%sel, un compensador de re!uer"o delturboalimentador es f&ado al regulador de la bomba deinyección de combustible para regular el volumen de inyeccióndel combustible de acuerdo con la presión del re!uer"o.

'n un motor a gasolina con sistema '4* el medidor del Hu&o deaire detecta el volumen de aire admitido y la 'C$ del motordetermina el volumen de inyección del combustible ?la duracióndel tiempo que los inyectores operan durante cada ciclo de



inyección@, de modo que no es necesario un dispositivoespecial.

TURBOALIMENTADOR

'l turboalimentador es básicamente una bomba de aire que estádise3ada para utili"ar la energía del combustible que podría por otrolado desperdiciarse en !orma de gases de escape. 'stos gases deescape impulsan el rodete de la turbina, el cual está acoplado alrodete del compresor por medio de un e&e. 'l rodete del compresor esimpulsado a grandes velocidades, !or"ando a que ingrese más airedentro de los cilindros.

+ebido a que los turbocargadores usan la energía desperdiciada porlos gases de escape, la potencia de salida del motor se puedeincrementar con menos p%rdidas de potencia.os turboalimentadores son usados en motores de gasolina y enmotores di%sel. )u principio de operación es el mismo.'l turboalimentador está provisto con una válvula de presión paracontrolar la presión de re!uer"o en la admisión de aire.

a mayoría de los motores de gasolina turboalimentados estántambi%n equipados con un interen!riador para ba&as la temperatura

del aire de admisión. 'sto evita el golpeteo del motor y me&ora laefciencia de la admisión de aire.



'l turboalimentador está compuesto de la envoltura de la turbina,envoltura del compresor, envoltura central, rodete de la turbina,

rodete del compresor, rodamientos totalmente Hotantes, válvula depresión, actuador, etc.



EL %UNCIONAMIENTO DE UN TURBOALIMENTADOR

a potencia de un motor de combustión interna depende del volumende aire y de la cantidad correspondiente de combustible que puedanser puestos a su disposición.

)i se desea incrementar la potencia de un motor, hay que aumentarlas cantidades de aire y de combustible que entran a sus cilindros.'ste incremento de potencia se consigue en un motor normalmenteaspirado mediante un aumento de la cilindrada o de las revoluciones.

)in embargo, un aumento de la cilindrada origina en principiomotores más pesados, mayores en sus dimensiones y porconsiguiente más costosos.

'l aumento de las revoluciones trae consigo Isobre todo en motoresmás grandes considerables problemas y desventa&as, y está limitadopor ra"ones t%cnicas. $na solución elegante desde el punto de vistat%cnico, para aumentar la potencia del motor, es lasobrealimentación. 'sta es la denominación de la precompresión delaire de admisión por un turbocompresor o por un compresoraccionado mecánicamente por el motor.

)e puede expresar esto de otra !orma5 sobrealimentación signifca laintroducción en los cilindros de una masa de aire, y por lo tanto

tambi%n de combustible superior a la que el motor puede aspirarnormalmente. 1ediante la sobrealimentación es posible aumentar lapotencia sin variar la cilindrada y el n#mero de revoluciones, o bienobtener la misma potencia con una cilindrada menor y por lo tantocon un motor de dimensiones y peso in!eriores.



'l

principio de la sobrealimentación por gas de escape, propuesto ya enel a3o 6J=D por el ingeniero sui"o l!red /Bchi, !ue ampliadoposteriormente y aplicado en motores grandes en serie para

camiones +i%sel por primera ve" hace más de D= a3os, siendo el!abricante de camiones )aurer de )ui"a un pionero en la materia.

'l turbocompresor está compuesto principalmente por un compresorde Hu&o y una turbina de gas de un solo escalón ?de una etapa@,ambas partes est%n unidas por un e&e com#n, y por lo tanto giran conel mismo n#mero de revoluciones a turbina de, gas trans!orma laenergía del5 gas de escape que normalmente se pierde sinseraprovechada6 en energía de rotación y acciona al compresor. 'steaspira aire !resco y transporta el aire precomprimido a cada uno delos cilindros del motor.

l volumen mayor de aire en los cilindros se le proporciona unacantidad superior de combustible y por consiguiente el motor o!recemás potencia.

dicionalmente proceso de combustible es inHuenciado!avorablemente, de tal !orma que el motor traba&a de más efcienteen amplios campos de carga. 'l turbocompresor está acoplado almotor solamente por las corrientes del aire y de gas de escape

'n el caso de turbocompresores no regulados el equilibrio de !uer"asexistentes entre el compresor y la turbina trae consigo una presión de

sobrecarga proporcional a la energía del gas de escape del motor. 'nel momento en el que se inyecta más combustible crece la energíadel gas de escape 1 motor, aumenta el n#mero de revoluciones delcon&unto rotativo del turbo y se eleva la presión de sobrecarga. +eesta !orma obtiene el motor una cantidad mayor de aire.

Para motores con un margen amplio de revoluciones, como es el casode los aplicados a los automóviles y vehículos comerciales actuales,se necesita una presión alta de sobrealimentación en casos de traba&odel motor con revoluciones ba&as. os turbos con válvulas deregulación de la presión de sobrealimentación cumplen con esta

exigencia.



)eleccionando una ca&a do turbina prevista para un caudalmáspeque3o, la presión de sobrealimentación necesaria se producerápidamente, precisamente en casos de ba&as revoluciones del motor.a válvula de regulación mantiene la presión de sobrealimentación encaso de un aumento del n#mero de revoluciones del motor a un nivel

constante.

9'(-K) +' )0/'*1'(-C*G( P0 -$/0

$n motor sobrealimentado por turbocompresor tiene numerosasventa&as t%cnicas y económicas en comparación con un motor deaspiración natural5

6. a relación peso7potencia ?Lg!7 cv@ de un motor turbo es más!avorable que el de motor normalmente aspirado. $n aumentonormal d% la potencia en un motor turbo que opera de acuerdoal ciclo +i%sel, por e&emplo, es actualmente entre el >= y D= porciento. os !abricantes preveen que existen posibilidades deobtener un mayor aumento porcentual, pero esto habrá de

hacerse estudiando cuidadosamente la seguridad de!uncionamiento y la vida #til.



8. a curva de un par de un turbomotor puede ser me&orada, loque permite me&orar la Huide" de la conducción

>. 'l turbomotor amplifca el alcance de aplicación de una gama

existente de motores de aspiración natural.dicionalmente a las versiones de motores normalmente aspirados,los turbocompresores se pueden o!recer en distintos categorías, depotencia. as características de un motor turbo en las altitudes sondefnitivamente me&ores. 's considerable la p%rdida do potencia de unmotor de; aspiración natural en regiones de gran altitud debido a lapoca densidad del aire. Contrario a ello la turbina de unturbocompresor puede trans!ormar más energía debido a la ba&apresión atmos!%rica, de manera que el volumen de aire llevado almotor disminuye solamente en !orma insignifcante, y por lo tanto el

motor alcan"a aproximadamente la misma potencia.a@ $n turbomotor tiene un consumo de combustible específco más

ba&o, lo que se muestra por e&emplo tambi%n en un consumopor recorrido in!erior en vehículos comerciales.

b@ 'l turbocompresor !acilita tambi%n el tomar medidascorrespondientes al motor para reducir la emisión de materiascontaminantes.

c@ 'l turbomotor es más silencioso, que un motor de aspiraciónnatural de igual potencia, entre otras cosas porque tiene unasuperfcie menor de radiación sonora debido a su tama3o máspeque3o. 'l turbo compresor, mismo tiene el e!ecto de unsilenciador adicional.

ESTRUCTURA DEL TURBOALIMENTADOR

6. 0+'-') +' -$/*( 2 C01P')0



'l rodete de la turbina y el rodete del compresor están montados enel mismo e&e. 'l Hu&o de los gases de escape procedentes del m#ltiplede escape y la presión de los gases de escape hacen girar el rodetede la turbina.Cuando el rodete de la turbina gira, el rodete del compresor tambi%n

gira, !or"ando a que el aire ingrese dentro de los cilindros.+ebido a que el rodete de la turbina está expuesto directamente a losgases de escape, este llega a calentarse extremadamente, y debido aque %ste gira a grandes velocidades, debe ser durable y resistir alcalor, este está hecho de una aleación altamente resistente al calor.

a rueda de turbina está hecha de una aleación de níquel altamenteresistente al calor apropiada para las temperaturas extremadamentesitas en los motores. Por e&emplo, en un +i%sel actual la temperaturade los gases de escape llega a los FD= grados centígrados, mientras

que en un motor a na!ta de Malto rendimiento trepa a los 6=D= grados.'sta rueda se !abrica seg#n el procedimiento de !undición deprecisión y está unida mediante soldadura por !ricción al e&e de acero.

a rueda de compresor se !abrica en una sola aleación de aluminio yse f&a al e&e mediante una tuerca. +e esta !orma dicha rueda !ormacon el rotor una unidad.

$n turbocompresor de #ltima generación puede alcan"ar un r%gimenmáximo de >==.=== revoluciones por minuto. +ebido a que la pie"a

!ormada por la turbina y su e&e y larueda de compresor estánequilibrados dinámicamente porseparado, estos componentespueden serM reempla"ados sinequilibrar de nuevo el con&unto delos rotores.



8. '(90-$ C'(-a envoltura central soporta a los rodetes de la turbina y el compresormediante el e&e.+entro de la envoltura el aceite está circulando a trav%s de canalesque son suministrados para este propósito. -ambi%n el re!rigerante

del motor está circulando a trav%s de los canales re!rigerantes queestán construidos dentro de la envoltura.>. 0+1*'(-0) -0-1'(-' 40-(-')

'l con&unto rotativo del turbo está alo&ado en la ca&a que contieneco&inetes Hotantes, es decir que, durante el !uncionamiento, el e&eNHotaN sobre una película de aceite. -ambi%n hay turbocompresoresque poseen rodamientos especiales de bolillas para soportar el e&e. 'lempu&e axial es absorbido por una arandela especial y la lubricaciónse e!ect#a mediante conexión del turbocompresor al circuito de

aceite del motor.'l aceite que penetra al turbo y que luego es enviado hacia el cárterdel motor, no solo lubrica y eventualmente provee el Huido para losco&inetes Hotantes, sino que tambi%n en!ría las pie"as. Para re!or"areste en!riamiento, muchosM turbos modernos incorporan camisas deagua en el lado de la turbina, y están conectados entonces al sistemade en!riamiento de la planta motri".

-anto en el extremo de la turbina como del compresor se encuentrancolocados en las ranuras anillos tipo aros de pistón que impiden laentrada de gases al compartimiento de aceite de la ca&a de co&inetes.'ntre la cámara de gas de la turbina y la ca&a de co&inetes seencuentra instalado además un deHector de calor

a ca&a de co&inetes, el con&unto de los rotores y los co&inetes !ormanla unidad central.



O. 9:9$ +' P')*0( +' -$/0*1'(-+0 ?)-'I-'@ 2 C-$+0

a válvula de presión del turboalimentador está incorporada dentrode la envoltura de la turbina. )u propósito es reducir la presión dere!uer"o cuando esta empie"a a aumentar demasiado. Cuando estasválvulas se abren parte de los gases de escape se derivan por elrodete de la turbina y Huyen a la tubería de escape.a abertura y cierre de la válvula de presión del turboalimentador escontrolada por el actuador.'sta válvula se emplea cuando se necesita un par superiora,revoluciones ba&as del motor y cuando el motor abarca un ampliorango de revoluciones.

a válvula de regulación, de la presión de sobrealimentación tiene la!unción de regular y limitar, dentro de una banda de tolerancia, lapresión de sobrecarga producida por el turbo compresor.

)i se sobrepasa una presión de sobrealimentación defnida, la válvulaabre y desvía antes de llegar a la turbina, una parte del Hu&o de losgases de escape. causa del Hu&o reducido, la turbina gira convelocidad menor. a capacidad compresor disminuye y la presión desobrealimentación ba&a hasta alcan"ar el valor defnido.

'ste proceso de regulación se repite cada ve" al modifcarse lapotencia del motor. a aceleración del motor



!UNTOS CLA&E DEL TURBOALIMENTADOR

)*)-'1) +' $/*CC*0( 2 '(4*1*'(-0

6. )*)-'1 +' $/*CC*0(l fn de lubricar los rodamientos totalmente Hotantes en el interior dela envoltura central el aceite de motor es suministrado desde latubería de entrada del aceite y circula entre los rodamientos.+espu%s de la lubricación de los rodamientos este aceite pasa a

trav%s de la tubería de salida y retorna al cárter de aceite.

8. )*)-'1 +' '(4*1*'(-0'l turboalimentador es en!riado por el re!rigerante del motor.'l re!rigerante del motor es enviado desde la envoltura del termostatoe introducido en el canal del re!rigerante ?provisto en la envolturacentral@ por la tubería de entrada del re!rigerante.+espu%s de en!riado el turboalimentador el re!rigerante pasa a trav%sde la tubería de salida y retorna a la bomba de agua.



9:9$ +' P')*G( +' -$/0*1'(-+0 2 C-$+0

$n turboalimentador alcan"a una alta potencia de salida mediante lapresión de re!uer"o del aire alimentado dentro de los cilindros, pero sila presión de re!uer"o se eleva demasiado la !uer"a explosiva creada

por la combustión de la me"cla aireIcombustible llegará a serdemasiado grande y el motor será incapa" de resistir la presión. Por lotanto, la presión de re!uer"o es controlada por el actuador y la válvulade presión del turboalimentador.Con algunos motores a gasolina, la presión de re!uer"o es tambi%ncontrolada de acuerdo con la clasifcación de octano del combustibleusado ?gasolina de calidad superior o regular@

6. C0(-0 +' P')*0( +' '4$'Q0a presión de re!uer"o de la mayoría de los motores es controlada por

el actuador y la válvula de presión del turboalimentador. quí



explicaremos el control de la presión de re!uer"o usando comoe&emplo el motor 8I-.

6.6 P')*G( +' '4$'Q0 *(4'*0 <<.J LPa ?=.<F Lg!7cm8, J.<R psi@

2a que la presión de re!uer"o en el interior del m#ltiple es in!erior a<<.J LPa ?=.<F Lg!7cm8, J.<R psi@ el actuador no !unciona y la válvulade presión permanece cerrada. -odos los gases de escape están porconsiguiente dirigidos dentro de la envoltura de la turbina.

6.8 P')*G( +' '4$'Q0 C(Q <<.J LPa ?=.<F Lg!7cm8,J.<R psi@

Cuando el pedal del acelerador es presionado ?es así como elvolumen de inyección del combustible se incrementa@, la presión delos gases de escape se incrementa, aumentando la presión dere!uer"o.

Cuando la presión de re!uer"o alcan"a <<.J LPa ?=.<F Lg!7cm8, J.<Rpsi@, este es el punto de intercepción, la válvula de presión delturboalimentador es abierta por el actuador ?debido a las !uer"ascombinadas de la presión de los gases de escape en la válvula depresión del turboalimentador y la presión re!uer"o en el dia!ragma

del actuador@ y parte de los gases son desviados alrededor del rodetede la turbina. Como resultado la velocidad de la turbina se mantienedentro del rango óptimo para evitar que la presión de re!uer"oaumente excesivamente.

8. C0(-0 +' P')*G( +' '4$'Q0 $-**Q(+0 'C$+' 10-0

a presión de re!uer"o es básicamente controlada por el actuador y laválvula de presión del turboalimentador como mencionamospreviamente. 'n algunos motores a gasolina, la presión de re!uer"o es

tambi%n controlada por dos patrones de acuerdo con el tipo decombustible usado ?gasolina extra o gasolina regular@. 'sta minimi"a



el rendimiento del motor y mantiene su durabilidad, como tambi%n lasuspensión del golpeteo ba&o todas las condiciones de marcha delmotor, incluido durante el calentamiento, prescindiendo del grado deoctana&e de la gasolina. a siguiente descripción se basa en el motor>)I-'.

a presión en el lado de entrada de la envoltura del compresor esintroducida dentro del actuador por la 9)9 ?válvula de conmutaciónde vacío@ el cual es controlado por la 'C$ del motor.

a 'C$ del motor conecta o desconecta la válvula 9)9 dependiendode si la gasolina usada es extra o regular ?determinada por la se3aldel sensor de golpeteo@ y las condiciones del motor.

a 9)9 permanece desconectada cuando usa gasolina regular.Cuando se usa gasolina de calidad extra, la 9)9 !unciona como seexplica en la siguiente página.

*(-''(4*+0

Como el aire admitido es comprimido por el turboalimentador, sutemperatura aumenta. 'l en!riamiento del aire admitido aumenta ladensidad del aire ?me&orando la efciencia en la admisión@, de estemodo aseguramos elevar la potencia, al mismo tiempo mediante la

disminución de la temperatura de la me"cla aireIcombustible se



suprime el golpeteo me&orando la maniobrabilidad y economía delcombustible.os interen!riadores se usan para en!riar el aire turboalimentado y sonde cualquiera de los dos tipos, en!riados por aire o por agua.'l interen!riador del tipo en!riado por aire utili"a la corriente del aire o

un ventilador de en!riamiento.'ste sistema es simple como se muestra en la parte in!erior. 'linteren!riador puede ser instalado en varios lugares dependiendo delmodelo del vehículo.

6. +')C*PC*G(



'l propósito del interen!riador del tipo en!riado por agua es el mismocomo el del tipo en!riado por aire.)in embargo, el sistema de en!riamiento del tipo de interen!riadoren!riado por agua es independiente del sistema de en!riamiento delmotor.

'l re!rigerante que pasa a trav%s del interen!riador es !or"ado aalimentar al subradiador por una bomba de agua el%ctrica. 'stesubradiador está ubicado delante del radiador principal. +espu%s dehaber sido en!riado por la presión de impacto del aire, el re!rigerantees retornado al interen!riador.

P'C$C*0(') C0(C'(*'(-') '4*(-' +'*(-''(4*+0

$se anticongelante para el interen!riador ?solamente soluciónde D= al R=E@

9erifque !recuentemente el nivel del re!rigerante delinteren!riador. a !alta de re!rigerante puede empeorar elrendimiento del turboalimentador.

(o reuse el re!rigerante del interen!riador el cual ya ha sidousado por el motor.

8. *(-''(4*+0

'l interen!riador está ubicado encima de la culata de cilindros. 'linterior está dividido en pasa&es de aire y pasa&es de re!rigerante, demodo que el aire está ingresando al interen!riador es en!riado y esteHuye a trav%s de los pasa&es de aire.

$n sensor de nivel de re!rigerante está instalado en el interen!riador.'ste sensor esta normalmente conectado. Cuando el nivel del



re!rigerante disminuye y el Hotador desciende ba&o un nivelpredeterminado, el sensor es desconectado por un magneto que seencuentra dentro del Hotador. 'ste avisa a la computadora delinteren!riador que el nivel del re!rigerante ha disminuido.

>. /01/ +' $ 'SC-*C

a bomba de agua el%ctrica consta de la bomba del re!rigerante y elmotor impulsor de la bomba. Cuando el impulsor de la bomba gira,tambi%n gira el rodete para !or"ar la circulación del re!rigerante desdeel interen!riador alsubradiador.

O. C01P$-+0 +' *(-''(4*+0

a computadora del interen!riador controla el motor impulsor de labomba de agua de acuerdo a las se3ales del sensor de posición de laválvula de obturación ?mediante la 'C$ del motor@, y desde el sensordel nivel del re!rigerante del interen!riador.



a computadora del interen!riador tiene una !unción de autoIdiagnóstico para detectar el mal !uncionamiento; esta !unción essimilar al de la 'C$ del motor.

'T$*)*-0) +' 1(-'(*1*'(-0 P -$/0C01P')0')

eneralmente los requisitos de mantenimiento de un motorturboalimentado no son mayores que los recomendados para

cualquier motor. Pero en las unidades donde las prácticas demantenimiento sean indeterminadas, las consecuencias serán másseveras y costosas que en el caso de motores normalmenteaspirados.

'xisten varios puntos que se pueden tener en cuenta para aseguraruna operación uni!orme del turbocompresor. 'stos son5

6@ 'stablecer un buen programa de mantenimiento de fltros de aire.$na indebida restricción de aire puede causar problemas tales comop%rdidas de aceite dentro del turbo. Por otra parte, la !alta de airepuede tener el grave e!ecto d% aumentar las temperaturas del motor

y del escape. 'sto produce válvulas quemadas y excesivo consumode aceite en el motor y puede acarrear fsuras en sus ca&as o carcasaso !allas en los co&inetes del turbocompresor. -ambi%n muchas de las!allas debidas a materiales extra3os en los turbes son debidas aob&etos que han entrado al sistema a trav%s de la admisión de aire

8@ Prestar especial atención a la lubricación. os turbos son lubricadospor el aceite del motor, como hemos se3alado. lgunas unidadestienen un fltro agregado a la entrada de aceite, pero la mayoría sonconectadas directamente, al sistema de lubricación, del motor. 'neste caso la interrelación del motor y el turbocompresor tiende a ser

más caliente, excepto que se instale un postIen!riador ó interen!riador?intercooler@, como sucede en la mayoría de los +i%sel actuales.

Para compensar la tendencia del aceite a carboni"ar a mayorestemperaturas, algunos !abricantes recomiendan cambios de aceite yfltros !recuentes, en ciertos modelos turboalimentados.

Paralelamente, la alta velocidad de operación del turbocompresorhace vital la lubricación. #n un corte momentáneo en el suministr%de aceite puede ocasionar co&inetes engranados. +ado que lalubricación es tan importante en la operación de turbocompresores,

sólo debe emplearse aceite de alta calidad. 1uchos t%cnicos en este



tema consideran imperativo un sistema de fltrado con un fltro deHu&o total y un fltro de Hu&o en derivación, en con&unto.

>@ Controlar las t%cnicas de mane&o. as mismas pueden a!ectar

enormemente la vida del turbo compresor. Cuando se arranca elmotor debe mantenerse a marcha lenta hasta que la presión deaceite alcance el nivel normal. $na marcha rápida del motor,especialmente en ma3anas !rías, puede dar como resultadovelocidades en los turbos de D=.=== a <=.=== rpm antes de que elaceite tenga ocasión de Huir dentro de los co&inetes; 'ste hábitopuede a!ectar seriamente a un motor turboalimentado. simismo, losmotores con turbocompresores deben ser mantenidos de uno a dosminutos a marcha lenta antes de detenerlos. 'sto permite al aceitecircular y ba&ar la temperatura de los co&inetes, previniendo así elengrane de los mismos.



TURBOS DE 'EOMETRIA &ARIABLES

os más modernos turbocompresores para motores +i%sel que seaplican en automóviles y vehículos comerciales traen un turbodenominado de geometría variable. 'ste tipo de turbo permiteoptimi"ar la sobrealimentación, subsanando el límite estructural delos turbos de geometría f&a.

'stos #ltimos tienen una efciencia bastante limitada, que depende delas dimensiones de la turbina. $na peque3a turbina, gracias a sureducida inercia, acelera rápidamente tambi%n cuando los gases deescape que la accionan no tienen mucha !uer"a, por eso proporcionauna sobrealimentación adecuada con ba&os regímenes y por lo tantouna alta capacidad de recuperación, pero no puede darle al motor lasobrealimentación necesaria para obtener la máxima potencia.

Por el contrario, una turbina de grandes dimensiones con alta inercia,

emplea un tiempo relativamente largo para alcan"ar su velocidadidónea y por lo tanto es particularmente efca" sólo con los altosregímenes.

(ormalmente, la elección de la turbina es el !ruto de una solución quetiende a obtener una respuesta bastante inmediata con ba&osregímenes y prestaciones satis!actorias con altos regímenes.

'l turbocompresor de geometría variable tiene un campo de efcaciamuy amplio, pudiendo suministrar una sobrealimentación idónea atodos los regímenes, con un retraso de respuesta ?el llamado NturbolagN@ prácticamente inexistente y, por consecuencia, un me&ordesarrollo del par en todo el arco de rotación del motor.

'n un turbocompresor arrett, por e&emplo, la variación de lageometría de la turbina se debeM a un di!usor d% aletas móviles, que

ensanchan y estrechan el paso del Hu&o de los gases de escapedirigidos a la turbina. a posición de las aletas es regulada por un



accionador o pulmón neumático, que es Controlado por la presióne&ercida despu%s del compresor y está compuesta por un anillo al quevan unidas las aletas, por un resorte y por una membrana.

ba&os, regímenes, la posición cerrad; de las aletas reduce elvolumen de la turbina y determina un aumento de la velocidad de losgases de manera que imprime a la turbina un impulso sufciente parasuministrar instantáneamente la sobrealimentación necesaria.

umentando el r%gimen del motor, la presión de sobrealimentaciónabre progresivamente las aletas del di!usor permitiendo el paso delcreciente Hu&o de los gases de escape y alcan"ando así la potenciamáxima. 'ntre otras cosas, este tipo de turbo puede no utili"ar laválvula de control de sobrepresión ?Naste ateN@, ya que la aperturade las aletas da pleno desahogo a los gases de escape evitandosobreIpresiones per&udiciales.



INNO&ACIONES EN TURBOS

os avances tecnológicos más recientes aplicados a losturbocompresores se referen !undamentalmente a los sistemas degeometría variable, los nuevos materiales y el control electrónicocomputari"ado de la presión de sobrealimentación.

os turbos de geometría variable, cuyo principio de !uncionamiento!ue desarrollado en el capítulo 8, tienen un gran provenir,principalmente en lo que ata3e a sus aplicaciones en unidades +i%sel.

+e hecho, ya se aplican estos turbos tanto en automóviles como envehículos comerciales +i%sel, y se está extendiendo su aplicación enmotores a na!ta. demás del turbo arrett de geometría variable quehemos visto en el capítulo 8, hay otros tipos con este sistema, comoel turbo /org arner >L con anillo desli"ante en la sección delescape.

'ste anillo o manguito desli"ante cumple la !unción de las aletas en elturbo arrett, y es accionado a trav%s de un mecanismo acoplado aun pulmón neumático 'ste pulmón a su ve" act#a de acuerdo a lapresión de sobrealimentación, achicando o agrandando la sección de

paso de los gases de escape que salen del motor. -ambi%n serán cada ve" más utili"ados los turbos en!riados porlíquido, debido a que se necesita un en%rgico en!riamiento para evitarla carboni"ación del aceite lubricante, principalmente despu%s dedetener un motor muy caliente.

Por supuesto que la gran mayoría de los motores turbo tendrán alg#ntipo de interen!riador del aire de admisión, para me&orar lasper!ormances, extender la vida #til del motor y reducir lacontaminación.



lgunos !abricantes de motores están aplicando la cerámica de altatecnología en algunos componentes motrices, incluyendo al turbo. Pore&emplo, hay autos &aponeses con motores a na!ta que traen unidadesturbo con el rotor d% la turbina elaborado con carburo de silicio. autili"ación de la cerámica permite reali"ar una pie"a similar que lametálica, pero de menor peso y de mayor resistencia a las cargast%rmicas, soportando hasta 6.8== grados centígrados. )in embargo, lacerámica presenta el serio problema de ser muy !rágil, dado que sibien tiene la dure"a del diamante es sumamente susceptible a losimpactos. Por e&emplo, una partícula de carbón que saliera por elm#ltiple de escape con la sufciente !uer"a podría destruir al rotorcerámico. Por ello los motores dotados de turbos cerámicos suelentraer una trampa de partículas especial en el m#ltiple de escape.

+e todas maneras, se sigue experimentando con la cerámica yalgunos motores traen varios elementos de cerámica t%cnica.

os turbos más grandes destinados a los +i%sel de camiones, pore&emplo, están invariablemente conectados a un intercooler y llevanincorporados dispositivos tales como el regulador de la presión deescape.

etomando a los materiales, podemos mencionar que las turbinasmetálicas a base de una aleación de níquel pronto soportarán hasta6.=D= grados centígrados. Por su parte, el titanio se aplicará en elrotor del compresor, en reempla"o del aluminio.

'( ' ''C-G(*C

as computadoras digitales ya se hacen cargo de la mayoría de lastareas de control en los modernos automotores. 'l control, ya segestiona por medios computari"ados. a válvula NUaste gateN esaccionada en algunos automóviles por medio de un peque3o motorel%ctrico, que reempla"a al pulmón neumático. )e obtiene mayorprecisión y me&ores prestaciones.

+i!erentes sensores transmiten datos a la computadora digital que loseval#a para elaborar las órdenes para los dispositivos de mando ?4ig.6DIJ y 6DI6=@.

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a carcasa de la turbina del turbocompresor ya se combina con elm#ltiple de escape en varios tipos de motores a na!ta y +i%sel. aintegración permite un sensible ahorro de peso y menores p%rdidast%rmicas, porque es más corta la distancia que existe entre las

válvulas de escape y la turbina. *ncluso se logra un sistema máscompacto, que benefcia a los propulsores modernos.



-ambi%n hay camiones con sistemas de sobrealimentación donde secombina el turbo con un compresor mecánico, o bien con un turbocuya salida de escape acciona a otra turbina, la que a su ve" seacopia por medio de una transmisión al motor, para obtenerrecuperación de energía adicional.

1:) +' $( -$/0

os motores con dos turbos ?biturbo@ son muy populares en loscamiones cuando se utili"a la confguración 9IF ?ocho cilindros en y@,y tambi%n en automóviles deportivos de muy altos rendimientos conmotores en 9.

*ncluso hay modelos deportivos super potentes con motores de 6<cilindros en y cuatro turbocompresores.

'n el terreno de la experimentación, hay muchos estudios sobresistemas de sobrealimentación con turbes que act#an en dos etapas,así como sistemas turbo que se combinan con un compresoraccionado el%ctricamente.

ANE(OS

-$/0*1'(-+0') 2 )0/'*1'(-+0') -020-

-oyota utili"ó un turboalimentador por primera ve" en 6JF=, y elsobrealimentador en 6JFD. os motores equipados con unturboalimentador o un sobrealimentador se encuentran listados acontinuación.

10-0') C0( -$/0*1'(-+0

Tipo deMotor

N) de"ilindros

Cilindrada *""+

Modeloapli"a,le

Interen#riador

&-l$uladederi$a"i

n de aire

M o t o r a . a s o l i n a88I-' O 8><< -rucV ?Wilux@

Ounner?O+@

(osuministrado

(osuministrada

>)I-' O 6JJF C%lica ?O+@ -ipo en!riadopor aireA

(osuministrada

18 -ipo en!riadopor aire

)uministrada

R1I-'

< 8JDO )upra -ipo en!riadopor aire

)uministrada

8CI- O 6JRO Camry (osuministrado

(osuministrada



M

o t o r D i é s e l8I- O 8OO< O unner

?O+@and cruiser

(osuministrado

(osuministrada

6>/I- O >O>6 and cruiser (osuministrado

(osuministrada

6O/I- O 8><< +yna (osuministrado

(osuministrada

68WI- < >JF= and CruiserCoaster

(osuministrado

(osuministrada

6W+I- < O6<O and CruiserCoaster

(osuministrado

(osuministrada

A Cuando el C%lica O+ su!rió un cambio completo de modelo ?de

)-6<D )-6FD@ en 0ctubre de 6JFJ, el *nteren!riador !ue cambiadodel tipo en!riado por agua al tipo en!riado por aire.

' -$/0*1'(-+05 $( P0C0 +' W*)-0*

a historia de la turboalimentación es casitan antigua como la del motor de combustióninterna. 'n el a3o /012 un ingeniero sui"ollamado Al#red B3"4i patent el primertur,o"ompresor que utili"aba gases de

escape, obteniendo un aumento de potenciasuperior al O=E, para introducir aire de !orma!or"ada en el motor. 'sto marcó el inicio de laintroducción paulatina de laturboalimentación en la industriaautomovilística.

)in embargo no !ue hasta varios a3os más tarde cuando el turbo seempe"ó a adoptar de !orma habitual en los a$iones5 cuando en /061el ,iplano Lepere con turboalimentador marca un nuevo record de



altitud5 778//7 pies. l aumentarla altitud disminuía la presión ydensidad del aire, mermando lapotencia de los motores, problemaque solventaron utili"ando tanto

compresores mecánicos comoturbocompresores.

'n /062, dos ,ar"os alemanes sonarmados con motores Diésel de8=== WP tur,oalimentados. /Bchi patenta la primera aplicación delturbo con su sistema de turboalimentación por pulso.

'n /079, :o4n Cli;ord 'arrett !unda<T4e 'arrett Corporation= enCali!ornia, 'stados $nidos. 'sta compa3ía!ue un !abricante de motores turboh%lice yturbocompresores, pionero en numerosastecnologías aeroespaciales.

'n /0>1 la tecnología del turbo abarcaaplicaciones marinas, industriales y delocomotoras.

'n /027 Caterpillar testea el primerturboalimentador desarrollado por arrett.

'l 'arrett T/2 comien"a su producción en 6JDO.

'n /02> arrett abre su primera #-,ri"a de manu!actura de turbosen la "alle East a la altura 22 en Los ?n.eles.'n /022 el tra"tor Caterpillar D0,que contaba con un turbo arrett -6D,se trans!orma en el primer $e4@"ulodiésel tur,oalimentado, en ser!abricado en (orteam%rica. 'l motoele$ador Caterpillar D6/ quetambi%n usaba un turbo arrett -6D

en con&unto con una $-l$ula de"ontrol de presin, !ue el primer$e4@"ulo terrestre $al$ulado.'n /091 la operación con turboscomien"a en :apn.

'n /096 el Oldsmo,ile :etre Tur,o Ro"et, que contaba con unturbo arrett -=D con válvula integrada, !ue la primera producción deun vehículo de pasa&eros turboalimentado.



En /09 se !undaTur,odina S8A8I8C, empresa que se dedica a la comerciali"ación yreparación de turboalimentadores.

En /0F1 se abre la primera !ábrica de turbos 'uropea en *nglaterra.

En /0F7 Tur,odina se asocia a T4e 'arrett Corporation5 hoyperteneciente al grupo GoneHell y cambia su nombre a Tur,odina'arrett8

En /0FF Saa, presenta un motor na!tero 8 litros turboalimentado,con un turbo arrett -0>.

Renault irrumpe en la #rmula /, al ser el primero en utili"ar encarrera un motor de 6.D litros turboalimentado por arrett.

'n /0F0 !eu.eot lan"a al mercado el 91> tur,odiésel,convirti%ndose en el pionero de tur,oalimenta"in en motoresdiésel8

$n Saa, 00 turboalimentado, es el primer auto "on tur,o en ganarel mundial de RallH.

'n /01 el !ontia" %ire,ird Trans Am es el que da comien"o a la!abricación de vehículos 9F tur,oalimentados con arrett -0>$al$ulados.



'n /0> !eu.eot lan"a para el 1undial de ally el 8=D -6<turboalimentado con un arrett con inter"ooler.

'n /00 una !ábrica de producción de turbos se abre en nsan,Lorea.

(issan di%sel, adopta el turbo arrett -+ OD=6 para sus camionespesados de 68.< litros. 'ste turbo se trans!orma en el primer &NT de!abricación masiva.

'n /00 *nternational adopta el arrett -P>F valvulado para sumotor PoUer )troVe de R.> litros, que va montado en las 4ord 48D= y4>D=.'l lan"amiento de la se.unda .enera"in de &NT se reali"amontándolos en el 9 ol! y en el udi O.

'n 6111 -urbos arrett 9(- de doble e&e, son utili"ados en losmotores de colectivos serie D=.

'n 611> 'arrett "am,ia su nom,re a GoneHell tur,ote"4nolo.ies.'l grupo P) gana por tercera ve" consecutiva el campeonatomundial de ally, con la ayuda de turbos arrett. ?Peugeot en 8==8 yCitroen en 8==> y 8==O@a serie 6 de /1 es presentada con la ter"era .enera"in de'arrett &NT.

6112 WoneyUell celebra sus D= a3os de producción de -urbos.

Con"lusiones



• )e puede concluir del presente traba&o que el turbocompresorda a los motores de combustión interna me&ores característicasque permiten me&orar en !orma sustancial, al incrementar en!ormar determinante el aumento de la masa de me"clacombustible requerida para el proceso de combustión en la

cámara.

• 'l traba&o ha de&ado sufcientemente claro la relación P9 y -) enla cual al incrementar los valores de presión y temperatura, elvalor del rendimiento aumenta como consecuenciadel equilibrio termodinámico.

• )e han visuali"ado los di!erentes tipos de compresores que!ormar parte del turboalimentador destacando de ello susventa&as, desventa&as y principales características.

http://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtml



/*/*04X

• 1anual sobrealimentación de motores di%sel y na!teros,turbocompresores automóviles, camiones nacionales eimportados ?8==>@

• 1anual de entrenamiento5 -urboalimentador ysobrealimentadorIvolumen 8Ietapa >. -020-

*(L04X

• http577UUU.motorpasion.com7tecnologia7sobrealimentacionIdeImotoresIturbocompresores

• http577UUU.turbos.bUauto.com7es7products7turbochargerWistory.aspx

•

http577UUU.turbodina.com.ar7in!6=.php

http://www.motorpasion.com/tecnologia/sobrealimentacion-de-motores-turbocompresores


http://www.turbos.bwauto.com/es/products/turbochargerHistory.aspx


http://www.turbodina.com.ar/inf10.php





http://www.turbodina.com.ar/inf10.php

Documents

Proyecto turboalimentador