Como funciona el turbo en un motor

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Motor diesel turboalimentado

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Cuando miramos el tubo de escape de un coche en movimiento, todos sabemos que los humos que emite son una mezcla de aire residual y combustible. Pero ¿sabía que esos humos también contienen una buena cantidad de energía desperdiciada en forma de calor y movimiento (energía cinética)?

Los motores de los coches generan energía quemando combustible en unos componentes metálicos con forma de lata llamados cilindros. Cuando el combustible entra en un cilindro, se combina con el aire y se quema para producir una pequeña explosión que impulsa un pistón hacia fuera, haciendo girar los ejes y engranajes que hacen girar las ruedas del coche. Cuando el pistón vuelve a entrar, empuja la mezcla de aire y combustible residual fuera del cilindro en forma de escape.

Para dar más potencia al motor de un coche, basta con añadir más cilindros, lo que permite quemar más combustible cada segundo y (en teoría) hacer girar los ejes y engranajes más rápido. O puedes utilizar un turbocompresor para forzar la entrada de más aire en los cilindros que ya tiene, creando más potencia con cada explosión para conseguir el mismo resultado.

Un turbocompresor consta de dos partes principales: una turbina y un compresor. Cuando un motor quema combustible, los gases de escape que desprende son forzados a bajar por un tubo en forma de concha de caracol a alta presión para hacer girar la turbina. La turbina gira a velocidades muy rápidas de hasta 250.000 rpm y, como los dos dispositivos están conectados, hace que el compresor también gire. El compresor introduce mucho más aire en los cilindros que los de un motor de aspiración natural, creando esa potencia extra.

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Un turbocompresor es un dispositivo instalado en el motor de un vehículo que está diseñado para mejorar la eficiencia general y aumentar el rendimiento. Esta es la razón por la que muchos fabricantes de automóviles están optando por turboalimentar sus vehículos. Los nuevos Chevrolet Trax y Equinox se ofrecen con motores turboalimentados y, a medida que pase el tiempo, cada vez más vehículos estarán equipados con ellos.

Un turbo está formado por dos mitades unidas por un eje. En un lado, los gases de escape calientes hacen girar la turbina que está conectada a otra turbina que aspira aire y lo comprime en el motor. Esta compresión es lo que da al motor la potencia y la eficiencia extra, porque como puede entrar más aire en la cámara de combustión, se puede añadir más combustible para obtener más potencia.

Además de la potencia extra, los turbocompresores se denominan a veces dispositivos que ofrecen «potencia gratuita» porque, a diferencia de un sobrealimentador, no necesitan la potencia del motor para funcionar. Los gases calientes y en expansión que salen del motor son los que impulsan un turbocompresor, por lo que no se pierde la potencia neta del motor. Los motores con turbocompresor tampoco se ven afectados de la misma manera que los motores de aspiración natural cuando van a mayores altitudes. Cuanto más alto sube un motor atmosférico, más difícil le resulta obtener oxígeno debido a la disminución de la atmósfera. Un turbocompresor resuelve este problema porque obliga a introducir el oxígeno en la cámara de combustión del motor, a veces a una presión dos veces superior a la de la atmósfera.

Cómo funciona un turbo en un diésel

Foto: Un turbocompresor típico de automóvil utiliza un par de ventiladores en forma de caracol, como éste. El que se ve aquí es un Garrett GT2871R, a punto de ser montado en el motor de un Pontiac G8. Foto de Ryan C. Delcore por cortesía de la US Navy.

es otra forma de decir «más energía por segundo»). Un supercargador (o «supercargador de accionamiento mecánico» para darle su nombre completo) es muy similar a un turbocompresor, pero en lugar de ser accionado por los gases de escape mediante una turbina, se alimenta del cigüeñal del coche.

Esto suele ser una desventaja: mientras que un turbocompresor se alimenta de la energía residual de los gases de escape, un sobrealimentador roba energía de la propia fuente de energía del coche (el cigüeñal), lo cual no suele ser útil.

Foto: La esencia de un turbocompresor: dos ventiladores de gas (una turbina y un compresor) montados en un solo eje. Cuando uno gira, el otro también lo hace. Foto cortesía del Centro de Investigación Glenn de la NASA (NASA-GRC).

directamente conectado al compresor (el ventilador azul), que introduce el aire en el motor. Para simplificar, sólo mostramos un cilindro. Así, en resumen, es como funciona todo:

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