¿Cómo funciona un turbocompresor simple de doble entrada y 4 cilindros?

El turbocompresor simple de entrada doble de 4 cilindros es un sistema de turbocompresor que combina la tecnología de entrada doble con un diseño de turbina única para mejorar 

La capacidad de respuesta y la eficiencia del motor. A continuación, se detalla su funcionamiento paso a paso: 1. Estructura básica: Componentes del turbocompresor.

• Turbina: Impulsada por el escape del motor.

• Compresor: Accionado por la turbina, el aire comprimido se envía al cilindro.

• Twin-Scroll: La entrada de la turbina está dividida en dos espirales independientes, que están conectados a diferentes colectores de escape de cilindros.

2. Características del escape de los motores de cuatro cilindros

• Orden de encendido: Los motores de cuatro cilindros generalmente se encienden en un orden 1-3-4-2, con los escapes de los cilindros adyacentes espaciados a 180°.

• Interferencia del pulso de escape: si todos los escapes de los cilindros ingresan al mismo tubo, las ondas de presión de escape de los cilindros adyacentes interferirán entre sí. 

lo que resulta en una reducción de la eficiencia de la turbina (llamada interferencia del pulso de escape).

3. Diseño de división de flujo de doble espiral

• Conexión de cilindros agrupados: dos espirales conectan dos grupos de cilindros respectivamente (por ejemplo: el cilindro 1+4 es un grupo, el cilindro 2+3 es otro grupo).

• Aislar los pulsos de escape: el escape de cada grupo de cilindros entra en un espiral independiente para evitar que las ondas de presión de escape se cancelen entre sí, 

asegurando que la energía de escape se transfiera eficientemente a la turbina.

4. Uso eficiente de la energía de escape • Efecto de turboalimentación por pulsos:

◦ El doble desplazamiento separa los pulsos de escape con intervalos grandes (como el intervalo de escape de un motor de cuatro cilindros es de 180°), 

permitiendo que la turbina reciba continuamente gases de escape de alta energía cinética.

◦ En comparación con un motor de voluta simple, un motor de voluta doble también puede mantener una mayor velocidad de escape a bajas velocidades, lo que reduce el retraso del turbo.

5. Ventajas de una sola turbina

• Estructura simplificada: una sola turbina es más ligera y menos costosa que un sistema de doble turbo.

• Amplia cobertura de velocidad: a través de la optimización de doble desplazamiento, una sola turbina puede lograr una respuesta rápida a bajas velocidades y al mismo tiempo mantener un gran aumento de caudal a altas velocidades.

6. Ejemplo de flujo de trabajo (tomando como ejemplo un motor de cuatro cilindros)

1. Etapa de escape:

◦ El cilindro 1 completa su trabajo y los gases de escape a alta temperatura se dirigen a la turbina a través de la primera espiral.

◦ Después de una rotación de 180° del cigüeñal, el cilindro 4 se descarga y acciona la turbina a través de la misma espiral.

◦ El escape de los cilindros 2 y 3 impulsa alternativamente el otro lado de la turbina a través de la segunda espiral.

2. Accionamiento de turbina:

◦ Dos conjuntos de pulsos de escape alternos hacen que la velocidad de la turbina aumente más rápido, especialmente a bajas velocidades, lo que reduce significativamente la histéresis.

3. Aumento de la ingesta:

◦ La turbina impulsa el compresor para enviar aire comprimido al intercooler y luego lo ingresa al cilindro después de enfriarse, mejorando la eficiencia de la combustión.

7. Ventajas de rendimiento

• Mejora del torque a baja velocidad: el diseño de doble entrada permite que la turbina trabaje eficientemente a 1500-3000 RPM del motor, mejorando el torque a baja velocidad.

• Retraso del turbo reducido: el aislamiento del pulso de escape hace que la velocidad de respuesta del turbo sea cercana a la de un supercargador.

• Economía de combustible: mejora la eficiencia de la combustión y cumple con las regulaciones de emisiones (como reducir la combustión rica antes de la intervención del turbo).

8. Escenarios típicos de aplicación

• Automóviles de alto rendimiento para el hogar: como el motor BMW N20, Volkswagen EA888 Gen3, etc., equilibran potencia y costo.

• Equilibrio economía y deportividad: adecuado para modelos que requieren potencia lineal y valoran la eficiencia del combustible.

Resumen El turbocompresor único de cuatro cilindros y doble entrada logra una velocidad de respuesta cercana a la de un biturbo en una estructura de turbo único. 

desviando los pulsos de escape y optimizando el uso de energía de los gases de escape, teniendo en cuenta el peso ligero y el bajo coste. 

Este diseño es una solución clásica para equilibrar el rendimiento y la practicidad en la tecnología de turbocompresor moderna.