¿Qué significa turbocompresor para camiones ligeros?

¿Quién es el inventor del turbocompresor? Generalmente se reconoce que el ingeniero suizo Bosch, que solicitó esta patente en 1905. En aquella época se utilizaba principalmente en motores de aviones y de tanques. No fue hasta 1961 que General Motors instaló de forma experimental un turbocompresor en uno de sus modelos. La década de 1970 supuso un punto de inflexión para la turboalimentación, con la llegada del motor sobrealimentado del Porsche 911. Sin embargo, la empresa sueca SAAB es la única que ha rejuvenecido la tecnología de turbocompresión. Su modelo Saab 99 lanzado en 1977 difundió más ampliamente la tecnología de turbocompresor, pero el turbocompresor en ese momento sólo estaba equipado en el motor de gasolina del automóvil. No fue hasta mediados de la década de 1980 que los fabricantes de camiones europeos y estadounidenses aplicaron la tecnología de turbocompresor a sus respectivos motores diésel. También fue en esta década que los vehículos de producción nacional se hicieron populares gradualmente con los modelos turboalimentados.

La función principal del turbocompresor es aumentar la cantidad de entrada de aire en el motor, aumentando así la potencia y el par del motor y haciendo que el coche sea más dinámico. Después de que un motor esté equipado con un turbocompresor, su potencia máxima puede aumentar en un 40% o incluso más que sin turbocompresor. Esto significa que el mismo motor puede producir más potencia después de estar sobrealimentado. Tomemos como ejemplo nuestro motor turboalimentado 1.8T más común. Después de la sobrealimentación, la potencia puede alcanzar el nivel del motor de 2,4 L, pero el consumo de combustible no es mucho mayor que el del motor de 1,8 L. Otro aspecto es mejorar la economía de combustible y reducir las emisiones de escape.

Impacto negativo

Sin embargo, después de la sobrealimentación, la presión y la temperatura del motor aumentan mucho, por lo que la vida útil del motor será más corta que la de un motor de la misma cilindrada sin sobrealimentación. El rendimiento mecánico y el rendimiento de lubricación se verán afectados, lo que también limita en cierta medida la aplicación de la tecnología de turbocompresión en los motores.

Puedes pensar que el dispositivo turbocompresor es complicado, pero no lo es. El dispositivo turbocompresor consta principalmente de una cámara de turbina y un sobrealimentador. Primero, la entrada de aire de la cámara de la turbina está conectada al colector de escape del motor y el puerto de escape está conectado al tubo de escape. Luego, la entrada de aire del sobrealimentador se conecta a la línea del filtro de aire y la salida de aire se conecta al colector de admisión. Finalmente, la turbina y el impulsor están instalados en la cámara de la turbina y el sobrealimentador respectivamente, y están conectados rígidamente de forma coaxial. Se completa un dispositivo de turbocompresor integrado de este tipo y su motor se "overclockea" como la CPU de una computadora.

Lo que solemos llamar turbocompresor es en realidad un compresor de aire, que aumenta la entrada de aire del motor comprimiendo aire. En términos generales, el turbocompresor utiliza el impulso inercial de los gases de escape descargados por el motor para impulsar la turbina en la cámara de la turbina. La turbina impulsa el impulsor coaxial para presurizar el aire enviado desde el tubo del filtro de aire al cilindro. Cuando aumenta la velocidad del motor, la velocidad de descarga de los gases de escape aumenta simultáneamente con la velocidad de la turbina y el impulsor comprime más aire en el cilindro. A medida que aumentan la presión y la densidad del aire, se puede quemar más combustible. Al aumentar la cantidad de combustible y ajustar la velocidad del motor en consecuencia, se puede aumentar la potencia del motor.

La carga de la turbina se puede dividir básicamente en los siguientes sistemas según el modo de trabajo:

(1) Sistema de turbocompresión de gases de escape. No existe una relación mecánica entre el motor y el sobrealimentador. Su compresor es impulsado principalmente por los gases de escape del motor de combustión interna para mantener la potencia. En circunstancias normales, la presión de sobrealimentación puede alcanzar 180~200 Kpa, o incluso 300 Kpa, y el aire comprimido a alta temperatura se enfría agregando un dispositivo de enfriamiento de aire. Esto logra el propósito de utilizar los gases de escape descargados del motor para sobrealimentar. Este tipo de sobrealimentador se utiliza en una variedad de automóviles. Principales ventajas: La mejora de la eficiencia es mayor que la de la sobrealimentación.

Principales desventajas: dado que el acelerador se abre un poco más rápido que la velocidad de salida de potencia del motor, generalmente es necesario esperar un rato después de aumentar el acelerador. Después de un tiempo, el motor explotará con una potencia feroz. lo que comúnmente se conoce como "turbo lag" "(Estrictamente hablando, no puede considerarse una deficiencia); al mismo tiempo, debido a que los gases de escape del motor necesitan empujar la turbina después de ser descargados del cilindro, los gases de escape encuentran obstáculos en el movimiento del tubo de escape, aumentando la contrapresión del escape y afectando la suavidad del escape del cilindro.

(2) Sistema de sobrealimentación mecánico. Se instala un sistema de sobrealimentador en el motor, conectado por el cigüeñal y la correa del motor. Cuando el motor está funcionando, la rotación del rotor del sobrealimentador está respaldada por la potencia del eje de salida y el aire se sobrealimenta hasta que ingresa a la entrada de aire. Principales ventajas: la velocidad del motor está sincronizada con la velocidad del rotor del sobrealimentador, sin adelantos ni retrasos, y la potencia de salida del motor es suave y estable.

Principales desventajas: la sobrealimentación mecánica es inevitable debido a la gran fricción, el alto consumo de energía y la baja eficiencia de sobrealimentación.

(3) Sistema de propulsión compuesto.

Cuando se utiliza un turbocompresor de gases de escape en un motor, se utiliza un sobrealimentador accionado mecánicamente. Por supuesto, existen otras formas de sobrealimentación, como la sobrealimentación por ondas de aire y la sobrealimentación inercial.