¿Cómo aumenta la presión un turbocompresor?

¿Cómo aumenta la presión un turbocompresor?

El turbocompresor logra el proceso de sobrealimentación del motor a través de los siguientes pasos, mejorando así la potencia y la eficiencia:

1. Los gases de escape impulsan la turbina (Turbina)

• Utilización de energía de los gases de escape: cuando el motor está funcionando, producirá gases de escape a alta temperatura y alta presión, 

que ingresa al extremo de la turbina del turbocompresor a través del tubo de escape.

• Rotación de la turbina: los gases de escape impactan en las aspas de la turbina (generalmente hechas de materiales resistentes a altas temperaturas, como aleaciones de níquel), 

impulsando la turbina para que gire a alta velocidad (hasta decenas de miles a cientos de miles de revoluciones por minuto).

2. Funcionamiento del compresor (Compresor)

• Enlace coaxial: La turbina y el impulsor del compresor (rueda del compresor) están conectados directamente a través de un eje rígido. 

Cuando la turbina gira, el impulsor del compresor gira sincrónicamente.

• Compresión de aire: El impulsor del compresor inhala aire externo desde la entrada de aire, y el impulsor giratorio de alta velocidad acelera y comprime el aire. 

aumentando significativamente la presión del aire (sobrealimentación).

3. Interenfriamiento (Interenfriamiento, paso opcional)

• Disminución de la temperatura: La temperatura del aire comprimido aumentará (debido al calor generado durante el proceso de compresión), 

y la densidad del aire a alta temperatura es menor. Algunos sistemas enfriarán el aire comprimido a través de un intercooler para aumentar aún más su densidad. 

mejorando así la eficiencia de la combustión.

4. Se envía aire a alta presión al cilindro.

• Optimización de la admisión: el aire comprimido de alta densidad ingresa al cilindro del motor a través del colector de admisión.

• Mejora de la combustión: más oxígeno hace que el combustible se queme más completamente, libera más energía por unidad de tiempo, 

y mejora la potencia del motor (generalmente un aumento del 30% al 50%) y el ahorro de combustible.

Ventajas clave • Recuperación de energía: utiliza la energía de los gases de escape, reduce los residuos y mejora la eficiencia térmica.

• Pequeño desplazamiento y alta potencia: permiten que los motores de pequeño desplazamiento alcancen una potencia equivalente a la de los motores de gran desplazamiento (es decir, reducción de tamaño).

• Protección del medio ambiente: la optimización de la combustión puede reducir las emisiones de hidrocarburos no quemados y de partículas.

Componentes principales

• Turbina: Resistencia a altas temperaturas, convirtiendo la energía cinética de los gases de escape en energía mecánica.

• Compresor: Comprime el aire y aumenta la densidad de admisión.

• Sistema de cojinetes: Soporta el eje de la turbina giratoria de alta velocidad, los tipos más comunes incluyen cojinetes flotantes o cojinetes de bolas.

• Wastegate: controla la presión de refuerzo y evita la sobrepresión (está equipado en algunos turbocompresores).

A través de este proceso, los turbocompresores mejoran significativamente el rendimiento de potencia y la eficiencia sin aumentar significativamente el desplazamiento del motor. 

y son ampliamente utilizados en los campos de motores automotrices, marinos e industriales.