Durante el funcionamiento normal del motor, una cantidad adecuada de aceite para lubricar, limpiar y transferir el calor es proporcionada a los bujes del turbocargador, sin embargo, él es más sensible a una cantidad limitada de abastecimiento de aceite que el motor, debido a las altas temperaturas y a las altas rotaciones alcanzadas por el eje del turbocargador.

La baja o falta de presión de aceite y/o el retardo en el flujo durante la partida pueden resultar en consecuencias destructivas para los componentes internos.

POSIBLES CAUSAS:
Apagar el motor en rotación elevada.
Dar arranque en el motor y acelerar.
Uso indebido de pegamento, silicona, o adherente líquido en la entrada de aceite lubricante.
Filtro de aceite de mala calidad, dañado o saturado.
Aceite con plazo de validez vencido, sin viscosidad y con carbonización (inadecuado).
Nivel de aceite del Cárter fuera de especificación.
Baja presión de aceite del motor.
Tubo o flexible de alimentación de aceite machacado, agrietado u obstruido.
Mal funcionamiento en la válvula Bypass.

CONSECUENCIAS:
Desgaste de los bujes radiales, del eje y del buje axial.
Marcas de bronce y azulado en el eje.
Fricción de los rotores del compresor y de la turbina en las carcasas del compresor y de la turbina (desbalance).
Desgaste y ruptura de los anillos de pistón (collar/eje).
Azulado del collar.
Desgastes en el alojamiento de los bujes radiales en la carcasa central.

SÍNTOMAS:
Salidero de aceite.
Ruido.
Exceso de humo.
Consumo excesivo de aceite.
Pérdida de potencia.

RECOMENDACIONES:
Sustitución del aceite lubricante dentro de los plazos estipulados por el fabricante del motor, observando el modo de conducción y de operación del vehículo, salvo cuando este opere en locales de gran concentración de polvo u otras condiciones perjudiciales a su buen funcionamiento. En este caso, será necesario reducir los períodos de sustitución tanto del filtro como del aceite lubricante. Verifique la presión de aceite por manómetro. Antes de la sustitución del turbocargador, verifique la integridad y si está libre de impurezas el ducto de lubricación. Haga regularmente inspección y sustitución de los elementos cuando sea necesario.

IMPUREZA EN EL ACEITE

Si el motor se opera en locales con gran concentración de polvo u otras condiciones perjudiciales (severas) a su buen funcionamiento, será necesario reducir los períodos de sustitución, tanto del filtro como del aceite lubricante. El no cumplimiento del tiempo exigido, para que estos (filtro y aceite) sean cambiados, podrá generar una serie de daños relacionados a la lubricación por aceite contaminado y por consecuencia, el desgaste prematuro de los componentes internos por la fricción de partículas sólidas (abrasivas) conducidas por el lubricante.

POSIBLES CAUSAS:
Partículas provenientes del desgaste natural en las partes móviles del motor.
Aceite o filtro de mala calidad o saturado.
Contaminación durante el proceso de instalación o mantenimiento.
Aceite carbonizado y/o borra (lubricante reaprovechado).
Motor reacondicionado con impurezas en las galerías.
Aceite carbonizado por las altas temperaturas del motor.
Residuos de combustión incompleta.

CONSECUENCIAS:
Ruptura de componentes internos del turbocargador.
Fricción de los rotores del compresor y de la turbina en las carcasas del compresor y de la turbina (desbalance).
Riesgos/desgastes en los bujes (radiales, axial), arandela de apoyo y collar.
Riesgo/desgaste en el eje.

SÍNTOMAS:
Ruidos.
Pérdida de potencia.
Exceso de humo.
Consumo excesivo de aceite.
Salideros de aceite.

RECOMENDACIONES:
Sustitución del aceite lubricante dentro de los plazos estipulados por el fabricante del motor, observando el modo de conducción y de operación del vehículo, cuando este opere en locales de gran concentración de polvo u otras condiciones perjudiciales a su buen funcionamiento. En este caso, será necesario reducir los períodos de sustitución, tanto del filtro como del aceite lubricante.
Haga regularmente esta inspección y sustitución cuando sea necesario.

INGESTIÓN DE CUERPO EXTRAÑO POR EL LADO DE LA TURBINA

La ingestión de objetos extraños, por menores que sean, dañará el rotor de la turbina, perjudicando el funcionamiento del turbocargador.

POSIBLES CAUSAS:
Fragmentos provenientes del motor tales como: trozos de válvulas, asientos de válvulas, anillos de pistón, etc.
Colector de escape dañado y/o con trozos de juntas sueltas.
Objetos dejados en el colector de escape durante el proceso de instalación o mantenimiento.

CONSECUENCIAS:
Desbalance del eje del turbocargador.
Fricción de los rotores del compresor y de la turbina en las carcasas del compresor y de la turbina (desbalance).
Desgaste de los componentes internos.
Ruptura del eje.
Palas del rotor de la turbina rotas o machacadas.

SÍNTOMAS:
Pérdida de potencia.
Ruidos extraños en el funcionamiento.
Exceso de humo.

RECOMENDACIONES:
Antes de la sustitución del turbocargador, verifique la integridad y si está libre de impurezas en el sistema de escape.
Periódicamente verifique las condiciones del motor y del colector de escape con respecto a posibles residuos que se puedan haber desprendido, dañando el rotor de la turbina.

INGESTIÓN DE CUERPO EXTRAÑO POR EL LADO DEL COMPRESOR

La ingestión de objetos extraños, por menores que sean, dañará el rotor del compresor, perjudicando el funcionamiento del turbocargador.

POSIBLES CAUSAS:
Fragmentos de otro turbocargador (impurezas sólidas).
Filtro de aire saturado y desfragmentándose.
Ausencia de filtro de aire.
Mangueras rajadas, agrietadas o fuera de la especificación.
Tuercas, arandelas, grapas, abrazaderas, trozos de estopa y paños que, por acaso, estén en la tubería del filtro de aire.

CONSECUENCIAS:
Desbalance del eje del turbocargador.
Fricción de los rotores del compresor y de la turbina en las carcasas del compresor y de la turbina (desbalance).
Desgaste de los componentes internos.
Ruptura del eje.
Palas del rotor del compresor rotas o machacadas.

SÍNTOMAS:
Pérdida de la potencia.
Ruidos extraños en el funcionamiento.
Exceso de humo.

RECOMENDACIONES:
Antes de la sustitución del turbocargador, verifique la integridad y si está libre de impurezas en el ducto de admisión de aire.
Periódicamente verifique las condiciones de la admisión de aire con respecto a posibles residuos que se puedan haber desprendido, dañando el rotor del compresor. Ej.: Elemento del filtro de aire.

SALIDERO DE ACEITE POR LA CARCASA COMPRESORA

Las conexiones del sistema de presión de aire mantenidas de manera impropia o con problemas pueden causar salideros de aceite en los sellos del lado del compresor. Hay casos en que la ruptura de la manguera de salida del compresor y la caída en la presión del aire provocan salideros de aceite a través de los sellos del turbocargador. Con los componentes aceitosos y sucios es posible que se piense que ocurrió un fallo en el turbocargador. Cuando la verdad es que si se corrige el salidero de aire, el turbocargador funcionará perfectamente.

POSIBLES CAUSAS:
Elemento del filtro de aire con restricción superior a lo especificado.
Obstrucción en el ducto de entrada de aire para el compresor del turbocargador.
Salidero de aire en el ducto del compresor para el intercooler y/o colector de admisión.
Problemas y salideros de aceite provenientes del interior del motor.
Retorno de aceite del turbocargador al Cárter obstruido.
Respiro del motor con obstrucción.
Formación de borra de aceite puede disminuir la rotación del eje, inhibir el dreno, causando salidero de aceite.
Acumulación de suciedad en el rotor del compresor del turbocargador dañado.
Válvula recirculadora de gases dañada.

CONSECUENCIAS:
Salidero de aceite.
Pérdida de potencia.

SÍNTOMAS:
Exceso de humo.
Pérdida de potencia.

RECOMENDACIONES:
Cambiar el filtro de aire.
Retirar la obstrucción y cambiar las piezas dañadas, si fuera necesario.
Corregir la fuga de aire comprimido, cambiando juntas, reapretando las abrazaderas y tornillos.
Encontrar y corregir la fuente de contaminación en el rotor (aire no filtrado). Cambiar el aceite lubricante, el filtro de aire y de aceite.
Verificar la operación del sistema. Cambiar piezas dañadas.
Sustitución de la válvula recirculadora de gases.
Para regular el sistema o reparar el motor consulte el manual del fabricante del vehículo.

SALIDERO DE ACEITE POR EL LADO DE LA TURBINA

Al haber evidencia del salidero de aceite, se debe determinar el origen del fallo.

POSIBLES CAUSAS:
Problemas y salideros de aceite provenientes del interior del motor.
Retorno de aceite del turbocargador al Cárter (válvula PCV) obstruido.
Desgaste de las camisas y anillos de pistón del motor (Blowby).
Funcionamiento por mucho tiempo en marcha lenta.
Mal posicionamiento de la carcasa central del turbocargador (posición vertical superior a 15 grados).
Respiro del motor con obstrucción.
Formación de borra de aceite puede disminuir la rotación del eje, inhibir el dreno, causando salidero de aceite.

CONSECUENCIAS:
Salidero de aceite.
Formación de borra de aceite puede disminuir la rotación del eje, inhibir el dreno, causando salidero de aceite.

SÍNTOMAS:
Exceso de humo.
Pérdida de potencia.

RECOMENDACIONES:
Consulte el manual del fabricante del motor y corrija el problema. Analice el motivo del fallo del turbocargador y corrija la causa, si fuera necesario sustitúyalo. Cambie el aceite lubricante, el filtro de aire/aceite.

USO INDEVIDO DE PEGAMENTO O SILICONA

La aplicación de estos elementos en las entradas y salidas donde fluye el aceite lubricante no es recomendable. Pues ellos pueden acabar obstruyendo total o parcialmente sea por la aplicación de forma inadecuada o con los propios residuos que pueden desprenderse con el tiempo eso produce la rotura del eje del turbocargador.

EVIDÊNCIA: Presença de resíduos de cola, silicone ou fita veda-roscas externa ou internamente ao turboalimentador.

DESGASTE DE COJINETES AXIAL Y RADIAL:
El flujo del lubricante de los cojinetes axiales y radiales deben ser adecuados para lubricar los cojinetes, limpiar las superficies trasferir el calor de los mismos. El eje y cojinetes flotan en una película de aceite, la cual debe ser suficiente o podría producir un daño .La deficiencia de lubricación causa un desprendimiento de material de ambos cojines radial y axial.
Una vez el eje estando inestable y girando fuera del centro pueden ocurrir daños secundarios como el contacto de los rotores con las carcasas –rotura del eje destrucción de anillos de pistón o cojinetes axiales.

ESFUERZO AXIAL:
El turbo opera en altas rotaciones para su funcionamiento debe haber un perfecto equilibrio de precisiones. El conjunto rotativo es forzado habitualmente ocasionado en los desgastes de los componentes anteriores.-El vaciamiento de aceite seguido de la emisión de humo blanco también también puede ser causado por esfuerzo axial.

CAUSAS:
Filtro obstruido
Colapso de manguera de alimentación de aire
Restricción en el sistema de liberación de gases
Tubulación de escape incorreta (ø).

CONSECUENCIA:
Riesgo o desgaste del rotor de turbina y protección térmica
Riesgo de desagote en los canales de alojamiento de anillo y pistón
Riesgo y desagote en el collar de empuje.
Desvalanciamiento atritos los rotores de la carcasa

SÍNTOMAS:
Vaciamiento de aceite
Ruidos
Perdida de potencia

ATENCIÓN:

Falta de potencia, salidero de aceite por las carcasas del compresor y/o turbina, exceso de humo (blanco o negro), consumo excesivo de combustible o aceite lubricante, sobrecalentamiento, alta temperatura de los gases de escape, ruidos extraños en el turbocargador, son síntomas que pueden indicar el mal funcionamiento del mismo. Para que el fallo no sea asignado erróneamente al turbocargador, verifique primeramente la causa de este desperfecto. El mal funcionamiento del sistema puede dañar el turbocargador.

Para que el turbocargador y el motor no sean dañados, es imprescindible seguir todas las instrucciones contenidas en el manual del fabricante del vehículo.

En caso de fallo, citamos algunas señales de advertencia que pueden ocurrir en su vehículo: ruidos extraños al funcionamiento del vehículo, señales luminosos en el panel, humo excesivo, calor excesivo, etc.

PROCEDIMIENTOS PARA LA OBTENCIÓN DE UNA MAYOR DURABILIDAD DEL TURBOCARGADOR

Para asegurar la máxima durabilidad y el buen rendimiento del turbocargador, esté atento a algunos cuidados que son imprescindibles:
Acelerar el motor inmediatamente después del arranque daña el turbocargador, pues este adquiere una rotación elevada sin que el flujo de aceite haya alcanzado el eje. Acelerar el motor, instantes antes de apagarlo, también le causa daños al turbocargador, porque la rotación del eje se eleva nuevamente, al mismo tiempo que la lubricación cesa a la parada de la bomba de aceite.
Las dos condiciones descritas anteriormente causan el calentamiento y el desgaste de los bujes y del eje, que a largo plazo pueden destruir el turbocargador.

El retorno del aceite tiene doble función: la primera es dar suficiente flujo, a través de la gravedad, a todo el volumen del aceite que entró bajo presión para la lubricación. La segunda es dar flujo a la presión que se forma dentro de las carcasas del compresor y de la turbina, que penetra en el interior de la carcasa central por los anillos del eje y del collar.

Por lo tanto, es necesario que el retorno del aceite esté totalmente libre, pues de lo contrario creará una contrapresión dentro del turbocargador, ocasionando salideros de aceite y carbonización de los mismos. No es permitido que el aceite vuelva debajo del nivel de aceite del Cárter, que haya manguera de retorno doblada o dilatada y que la presión en el Cárter sea superior a 100mm de la columna de agua (10g/cm²), con el motor en plena carga.

COMPENSACIÓN DE ALTITUD

Conforme la diferencia de altitud el aire se vuelve más enrarecido y la presión atmosférica disminuye, haciendo con que motores aspirados pierdan cerca de 10% de su potencia a cada 1.000 metros de subida; sin embargo, el turbocargador consigue minimizar esta pérdida de desempeño. En el caso de trabajo constante en altitud superior a 2.000 metros es importante utilizar el turbocargador específico.

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En los días actuales, cada vez más, se exigen mayores potencias, bajas emisiones de contaminantes y dimensiones reducidas en los motores. Para analizar los motivos que llevan a las montadoras a utilizar motores turbocargados (principalmente diesel), debemos primero considerar la ecuación que determina la potencia que es posible extraer de un motor la combustión interna:

P = Cil*n*Rv*Da*F/A*Pci*Rg siendo que: P = potencia. Cil = cilindrada. N = número de ciclos por minuto. Rv = rendimiento volumétrico. Da = densidad del aire en la entrada de los cilindros. F/A = relación de estequiometria (partes del aire en relación a una parte del combustible, en peso. Ej.: 15g de aire para 1g de combustible). Pci = contenido calorífico  inferior del combustible. Rg = rendimiento global del motor.

Por tanto, para aumentar la potencia de un determinado motor, sea a alcohol, gasolina o diesel, tenemos que alterar uno o más parámetros de la fórmula. Algunos de estos parámetros pueden o no, ser mejorados, apenas marginalmente.

Por ejemplo, el Pci es dependiente del combustible utilizado y en el panorama de productos comercializados no está sujeto a mejorías. La relación de estequiometria (F/A) también, sólo puede ser alterada marginalmente; en los motores a ignición por centella (alcohol y gasolina) debe situarse aproximadamente de 9 por 1 en los motores a alcohol y 14,7 por 1 en los motores a gasolina; mezclas ricas (más combustible en relación al aire) pueden, hasta cierto punto (máximo 5%), aumentar la potencia, mientras el aumento del consumo y nivel de contaminantes claramente convierte esta opción impracticable.

En los motores a diesel no es necesario para el funcionamiento un control tan riguroso de la relación de estequiometria, debido a ello, no hay control de la cantidad de aire admitida como en los motores a gasolina en que normalmente es utilizada una “mariposa”. De esta forma, motores a diesel funcionan siempre con exceso de aire y, aunque puedan funcionar teóricamente en una relación próxima a 15 por 1, en la práctica, para que puedan permanecer dentro de los límites establecidos por las normas de emisiones, trabajan alrededor de 25 a 30 por 1 (en plena carga). El rendimiento global (Rg), que sería el porcentaje de aprovechamiento de la energía térmica que es introducida en el motor por el combustible, en la etapa actual de desarrollo, ya no deja mucho espacio para mejorar. Los departamentos de ingeniería de las fábricas podrán introducir perfeccionamientos en este campo en los próximos años; pero al no ser que haya descubiertas revolucionarias, serán pequeños pasos.

El rendimiento volumétrico (Rv) indica la capacidad del motor de llenar el cilindro de aire; por ejemplo, un motor de dos litros de cilindrada con rendimiento de 80% llenará en un ciclo el equivalente a 1,6 litro. En los últimos años los fabricantes dieron pasos agigantados en este sentido con la introducción de cabezas a tres, cuatro o cinco válvulas por cilindro; sistemas de distribución que alteran el encuadre, levante y permanencia de las válvulas en función de la carga y de la rotación del motor y sistemas de admisión y escape están cada vez más sofisticados. Existen, actualmente, motores de vehículos normalmente comercializados con rendimiento volumétrico encima de 100% (motores de competencia encima de 130%). Es probable que aquí también no haya mucho que mejorar.

AUMENTAR LA CILINDRADA

Obviamente el aumento de cilindrada permite mover una mayor cantidad de aire en la unidad del tiempo y por consecuencia, del combustible que puede ser quemado. Debemos considerar también que un motor de mayor cilindrada será mayor y más pesado, por ejemplo:

Mercedes OM 447 H, diesel, aspirado, 12 litros de cilindrada, 214 cv y 785 kg. Mercedes OM 366 LA, diesel, turbo intercooler, 6 litro, 211 cv y 445 kg.

La ventaja del motor turbocargado es evidente, sin considerar que el motor aspirado es homologado  por las normas EURO 1, mientras el otro por las normas EURO 2, bien más restrictivas. Con el surgimiento de mercados cada vez más restrictivos en términos de emisiones de contaminantes, se puede afirmar que el futuro de los motores diesel será “turbocargado”.

El concepto vale para los motores ciclo Otto (alcohol, gasolina, gas) también, aunque las ventajas no sean tan evidentes y los problemas a solucionar sean mayores. A veces, la utilización de un motor turbocargado en un vehículo es válida en determinadas contingencias fiscales; como en el caso de Brasil en que los vehículos de hasta un litro de cilindrada tienen una carga tributaria inferior. En este caso, un vehículo con motor de un litro turbinado tendría un desempeño parecido con otro de cilindrada mayor, con un costo menor. La opción del turbocargador es válida también cuando un fabricante desea equipar un vehículo con un motor más potente y no tiene disponibilidad de un motor mayor; es sin dudas más fácil y barato desarrollar una versión turbo de un motor que ya produce, que proyectar un motor nuevo.

AUMENTAR LA ROTACIÓN

Aumentar la rotación también lleva a un movimiento mayor del aire, consecuentemente, a una mayor potencia, sin embargo tiene límites insuperables de resistencia mecánica, determinados por la velocidad media de los pistones y que, en los motores actuales, se ubica entre 12 m/seg en los motores diesel y 18 m/seg en los motores ciclo Otto (motores de competencia alcanzan hasta 24 m/seg). Otra desventaja es el aumento de las pérdidas mecánicas y neumáticas que se reflejan en la disminución del rendimiento global y, por lo tanto, un empeoramiento del consumo específico.

AUMENTAR LA DENSIDAD DEL AIRE

Esta es la función de la sobrealimentación que tiene como finalidad la introducción en los cilindros de una carga con densidad superior a aquella que tendría condiciones de presión y temperatura ambiente. A una mayor densidad corresponde un aumento de la cantidad de combustible (que puede ser quemado) y, por consecuencia, de la potencia disponible. La principal razón de la supercarga es la mejoría del desempeño de motor aumentando la potencia específica (relación entre potencia y cilindrada) y reduciendo la relación peso/potencia (como ya vimos en el ejemplo de los dos motores Mercedes). Esta supercarga es obtenida mediante un compresor.

Los principales parámetros que caracterizan un compresor son: la razón de compresión, el flujo de aire (en peso) y el rendimiento. La razón de compresión es definida con la relación entre presión de salida del compresor y la presión de entrada (normalmente la presión atmosférica). Desafortunadamente, este aumento de presión corresponde, por una ley de la Física, a una elevación de la temperatura de salida del aire (flujo de aire). Elevación que se vuelve mayor todavía debido a los cambios y disipaciones internas del calor. Esta relación entre el aumento de temperatura teórico (por una determinada presión) y el aumento de temperatura real es llamado de rendimiento del compresor. Mientras mayor sea el rendimiento, mejor será la eficiencia del compresor y, por lo tanto, menor el aumento de la temperatura en la salida.

Para garantizar la durabilidad del motor y mantener las solicitaciones de los componentes mecánicos entre valores seguros, se limita el valor de la presión máxima de combustión. En los motores ciclo Otto se alcanza ese resultado limitando el valor de la relación de compresión; en los motores a diesel se aumenta más fácilmente el exceso de aire (aumento de la relación F/A). Recordamos que mientras mayor sea el exceso de aire, mejor es la combustión reduciendo el humo y las emisiones. La supercarga también permite una pequeña mejoría del rendimiento volumétrico (Rv) y del rendimiento global (Rg). Por este motivo, el consumo específico en un motor supercargado es menor que en un motor atmosférico de igual potencia.

TIPOS DE COMPRESORES

Los sistemas que pueden ser utilizados para la supercarga son esencialmente dos:

En el primer caso, el compresor es accionado por el eje del motor sustrayendo de este la energía necesaria al funcionamiento. En el segundo caso, el compresor es accionado por una turbina que utiliza los desechos de energía del gas de escape que, de esta forma, es parcialmente recuperada.

COMPRESORES A COMANDO MECÁNICO

Actualmente este tipo de compresor es muy poco utilizado principalmente por el hecho de que el turbocargador es superior en casi todos los tópicos de utilización. Este tipo de compresor es accionado por el eje del motor sustrayendo de este la energía necesaria al funcionamiento. Un ejemplo es el caso de blower – un tipo de compresor que, accionado por el cigüeñal a través de cinturones (trapezoidales o dentadas) o aún por engranajes, envía una cantidad adicional de mezcla aire/combustible para dentro de los cilindros, aumentando el torque y la potencia de cualquier motor de combustión interna, ya sea él, movido a gasolina, alcohol, gas o aceite diesel. Puede ser considerado un tipo de bomba volumétrica y es compuesto por dos rotores de perfil conjugados rectilíneos o helicoidales, que giran dentro de una caja cerrada en movimientos sincronizados, a través de un par de engranajes.

Realiza el bombeo de un volumen constante, de forma tal que la compresión del aire ocurra por la acumulación en el interior del colector de admisión. Él es normalmente instalado después del carburador (o sea, comprime mezcla aire/combustible), por la dificultad de obtenerse una carburación adecuada en virtud de la variación de la densidad del aire. El sistema es utilizado con más frecuencia por los norteamericanos, en los motores con disposición en “V”, principalmente en los potentes modelos de arrancadas. En Brasil, llegó a ser utilizado en los motores GM Detroit Diesel, hoy obsoletos.

De manera general, los proyectos modernos adoptan el turbocargador en vez del blower en la supercarga por su rendimiento superior y menor consumo de potencia, una vez que este último no depende de accionamiento del cigüeñal.

TURBOCARGADOR

Es casi el sistema universalmente utilizado en motores de todos los tamaños. Permite grandes flujos de aire con bajo peso y volumen. Los gases provenientes del colector de escape entran en un turbocargador que así recibe la energía necesaria para accionar un compresor centrífugo, montado en el mismo eje que comprime el aire que será enviado a los cilindros. Los rotores del compresor y de la turbina son envueltos por carcasas denominadas “carcasa del compresor” y “carcasa de la turbina”, cuya función es dirigir el flujo de gases a través de las palas de los rotores.

La carcasa central soporta el eje a través de bujes flotantes. Galerías en la carcasa central llevan el lubricante (derivados del sistema de lubricación del motor) a los bujes radiales y axial. Estos canales están alineados con los agujeros de los bujes, permitiendo que el lubricante alcance al eje, promoviendo su enfriamiento y lubricación.

El drenaje del aceite de la carcasa central es hecho por gravedad. Juntas son instaladas en cada lado del eje, entre el buje radial y el rotor adyacente para impedir la entrada de lubricante en el compresor y en la turbina y también la entrada de gases para el interior de la carcasa central. La junta de aceite para las carcasas del compresor y de la turbina es efectuada aprovechándose la rotación del eje. Se trata, por tanto, de un proceso dinámico de sello. En el lado de la turbina, el elemento responsable por el sello es el canal de aceite; su función es tirar el lubricante contra las paredes de la carcasa central por centrifugación.

En el lado del compresor, la misma función es ejecutada por el collar. El cierre de gases y de los desechos de aceite no eliminados por la centrifugación, en ambas extremidades del eje, es realizado por anillos denominados anillos de pistón (pistón ring ). En algunos casos, principalmente cuando está presente una “mariposa” antes de la carcasa  del compresor (motores con carburador antes del compresor), el cierre del eje del lado del compresor es efectuado por medio de un sello mecánico. Este sistema de cierre, aunque aumente la fricción del eje cuando gira, es más eficaz contra posibles fugas de aceite ocasionados por el vacío creado por la “mariposa”.

Cuando el aire es aspirado por el rotor del compresor, por la elevada rotación de este, es centrifugado y adquiere energía cinética por causa de la velocidad que puede llegar a 350 m/seg. Del rotor el aire entre en el difusor, donde la energía cinética es transformada en energía de presión.

Del lado de la turbina, los gases desde el motor pueden alcanzar temperaturas de 750ºC en los motores diesel y 950ºC en los motores ciclo Otto. El rotor y la carcasa de la turbina, para que resistan a la temperatura, deben ser fabricados con aleaciones basadas en níquel (Inconel para el rotor); en los motores a diesel, donde las temperaturas en algunos casos pueden ser más bajas, la carcasa puede ser de hierro fundido y el rotor en acero refractario (GMR).

El turbocargador gira normalmente a una rotación máxima de 80.000 hasta 120.000 rpm, aunque en algunas aplicaciones para motores de pequeña cilindrada (motores de moto de 600 hasta 750 cm³), el turbocargador utilizado puede llegar a 180.000 rpm. Por las altas temperaturas y rotaciones alcanzadas, el turbocargador – aunque pueda ser considerado mecánicamente sencillo – es un componente de difícil fabricación por los cuidados que exige en nivel de proyecto y manufactura.

En los últimos años viene aumentando en los motores turbocargados la práctica de colocarse un resfriador  entre la salida del compresor y la entrada en el motor, conocido comointercooler. La función de él es disminuir la temperatura del aire admitido por el motor, recuperando en parte la pérdida de densidad causada por el aumento de la temperatura del aire en la salida del compresor. Este aumento de densidad permite quemar una mayor cantidad de combustible generando más potencia.

ACOPLAMIENTO MOTOR/TURBOCARGADOR

Cuando se efectúa la elección del turbocargador debemos hacerlo de manera que este opere en condiciones ideales de rendimiento para la aplicación deseada. En caso contrario tendremos – para un cierto grado de sobrealimentación – una temperatura del aire más elevada en la salida del compresor y una excesiva contrapresión en el escape.

Las dimensiones del turbocargador son determinadas por el flujo de aire exigido, por el grado de sobrecarga (presión) y por la rotación del motor en el que deseamos que el turbocargador empiece a actuar (hasta cierto punto). Saber escoger el turbocargador para una determinada aplicación no es una tarea fácil; en verdad, turbocargadores y motores funcionan, aceleran y desaceleran según las diferentes leyes. Un motor funciona (en términos de flujo de aire) según las leyes de progreso linear; un turbocargador, de acuerdo con las leyes de progresión geométrica.

Ello explica porque si escogemos el turbocargador para alcanzar una determinada presión en baja rotación del motor, él tendrá una presión demasiado elevada al final del giro; y viceversa, si escogemos el turbocargador para alcanzar la presión cierta al final del giro del motor, tendremos presión baja y un motor débil de baja rotación.

Otro punto delicado es debido al hecho que los compresores centrífugos, contrario a los volumétricos, sólo pueden trabajar entre un valor mínimo y uno máximo de flujo de aire; abajo del valor mínimo entran en régimen de “surge ” con funcionamiento inestable y, permaneciendo en esta condición, pueden llegar a la destrucción. Encima del flujo máximo, el compresor pierde rápidamente la eficiencia y puede alcanzar niveles de rotación peligrosos por la integridad del turbocargador. Es conocido como overspeed.

Una ayuda fundamental para el acoplamiento ideal entre motor y turbocargador es dada por la válvula waste-gate (válvula de alivio) que permite, al llegar a la presión de la sobregarga deseada, desviar el exceso de presión del colector de escape sin pasar por el turbocargador, permitiendo el control de la presión de alimentación. Sin dudas, sin la ayuda de la válvula waste-gate , el problema de realizar un motor turbocargado adecuado para el uso vehicular sería prácticamente insoluble. Aquí se trata de motores ciclo Otto, pues para los motores a diesel el problema es un poco diferente, visto que ellos disponen de más un grado de libertad, representado por la amplia posibilidad de variar la relación aire/combustible. Sin embargo, actualmente motores a diesel rápidos (que llegan a alcanzar más de 4.000 rpm ) utilizan alguno dispositivo de control de presión.

MOTORES TURBOCARGADOS

Cuando un fabricante coloca un turbocargador en un motor, normalmente ese motor pasa por una restructuración. El enfoque del problema es sin dudas diferente, tratándose de motores a diesel o de motores ciclo Otto. En los motores a diesel, la parte de carga recibe otra bomba de inyección con un dispositivo incorporado para corregir el débito en función de la presión de alimentación (LDA). Los pistones y el eje comando de válvulas generalmente son específicos para la versión supercargada (generalmente la relación de compresión es ligeramente reducida) y, muchas veces, es incorporado en el bloque un dispositivo de pulverización de aceite en la parte inferior de los pistones para el enfriamiento de estos. Con estas alteraciones normalmente la mejoría con relación al motor atmosférico, se ubica alrededor de:

Potencia hasta 50-60% (hasta 100% para determinadas aplicaciones); Torque hasta 60-70% (hasta 120% para determinadas aplicaciones); Consumo de 5 hasta 15% menor.

Considerando la mejoría en nivel de emisiones de contaminantes y partículas, queda clara la tendencia al desaparecimiento de los motores atmosféricos. Es posible “turbocargar” un motor apenas externamente (sin cambios de componentes internos), como en el caso de los kits  para turbinar motores. Realizado con cuidado, es una práctica técnica y económicamente válida para beneficiarse de las ventajas del turbocargador en motores atmosféricos. Obviamente, la mejoría en términos de potencias será un poco menor (20-30%), a pesar de eso la ventaja en relación al motor atmosférico permanece elevada y permite, por el costo operacional inferior (debido a la reducción de consumo), un rápido retorno de inversión. Los motores ciclo Otto también sufren un cambio de componentes, en una versión turbocargada, para adecuar el motor al nivel de solicitación exigido, mientras tanto por el hecho de las ventajas en relación al motor aspirado sean de menor entidad (comparado al diesel) y eventualmente por el mayor costo y complejidad mecánica, la difusión de motores ciclo Otto turbocargados es pequeña. En la práctica, se limitan a las aplicaciones en que exista una ventaja a nivel fiscal o cuando el objetivo es apenas el desempeño.

Para motores ciclo Otto también existen kits  de turbinar a pesar de la complejidad y, por consecuencia del costo más elevado en este caso. El problema es que, como explicado anteriormente, es prácticamente obligatorio en un motor ciclo Otto adecuar la relación de compresión y el suministro de combustible al grado de supercarga. Si no se hace, el motor no durará mucho (casi nada). Eso nos lleva, en un universo de motores a inyección electrónica, al “remapeo” de las curvas características del motor acompañado muchas veces del cambio de los inyectores (o inyector), o a la utilización de un dispositivo electrónico suplementar para “gestionar” el funcionamiento en régimen de supercarga. Sin contar con la necesidad de abrir el motor para la reducción de la relación de compresión. Se trata, realmente, de alteraciones delicadas, que exigen conocimiento, responsabilidad y equipamiento por parte de quien las efectúa. Para motores ciclo Otto es indispensable el uso de la válvula waste-gate que puede ser acoplada al colector de escape o incorporada al propio turbocargador, como en la mayoría de las aplicaciones de fábrica. Es digno de mención que para motores ciclo Otto la práctica correcta es el uso de un turbocargador específicamente fabricado para este tipo de aplicación.

COMPRESOR

Normalmente, el compresor de un turbocargador tiene tres partes: rueda compresora, difusor y la voluta. La rueda del compresor, normalmente, gira en altas rotaciones, que varían en 60.000 y 180.000 rpm. Él acelera el aire haciéndolo pasar a través de sus aspas por fuerza centrífuga. El difusor tiene la función de bajar la turbulencia y la velocidad del aire generada por el giro del rotor aumentado su presión; las medidas y el formato del difusor dependen del tipo de aplicación y características del motor. Existen carcasas con aberturas en el difusor que tienen la finalidad de dirigir mejor el flujo de aire desde el rotor. Este tipo de carcasa suele tener una mejor eficiencia, aunque el intervalo útil del flujo de aire sea más restricto y, por lo tanto, sea más adecuado a los turbocargadores que trabajan en motores con poca variación de carga y rotación. Finalmente, la voluta recopila y dirige el aire para el motor, intercooler , o en algunos casos para otro compresor. Hace ya, algún tiempo se están difundiendo carcasas con boquilla de entrada doble, llamadas de ‘MWE’ del inglés map widht enhancer , cuya función es ampliar el intervalo útil del flujo de aire del compresor, a cambio de una pequeña pérdida de eficiencia. La presión puede variar de 0.6 bar hasta 2.0 bar, en aplicaciones comerciales. Los compresores también pueden tener varias áreas de la voluta, bien como conexión, tanto en la admisión de los mismos, como en el lado de la presión, dependiendo de las exigencias de los fabricantes de los motores. La variación del área y del tamaño de los compresores atiende a la teoría de que  mayor área es igual a mayor volumen, y menor presión y menor área es igual a menor volumen y mayor presión. Normalmente, las carcasas compresoras son fijadas a los conjuntos centrales, a través de los anillos de Seeger , cinta “V”, o tornillos con trabas.

TURBINA

Es compuesta por una carcasa, que puede tener una o dos volutas; y un rotor, que transforma la energía del flujo de los gases en rotación del eje. La turbina de un turbocargador normalmente obedece al mismo principio de otras turbinas de flujo radial, quiere decir, dirige el flujo a través de una boquilla, provocando que este flujo entre en el mejor ángulo posible en contacto con las palas del rotor de la turbina, promoviendo la mejor utilización de la presión, temperatura y velocidad de los gases para hacer girar el motor, creando el mayor número de rotaciones posibles, bien como la menor restricción posible de los gases que vienen del motor.

TIPOS DE CARCASA DE TURBINA

La carcasa de la turbina puede ser fabricada en diferentes versiones, esto quiere decir, flujo constante con válvula, flujo dividido o pulsátil y dividido con válvula. También puede ser fabricada en diferentes versiones para un mismo modelo de turbocargadores, o sea, con varias áreas de conducto de gases, que cambian la velocidad con que el eje gira, como también la restricción generada por los gases de escape. Para cada aplicación puede ser determinada el área y el modelo del turbocargador, incluso en un mismo motor, dependiendo de la aplicación de este, puede ser modificada el área, para atender aquella aplicación específica, régimen de potencia, rotaciones, uso continuo vehicular etc. Existen dos formas básicas de medirse el área de un turbocargador: una que es determinada por el A/R, quiere decir, el área sobre el rayo y la otra que es solamente el tamaño del área, que es medida en la altura del inicio de la voluta y dependiendo del fabricante puede ser medido en cm², pol². o pes². En cualquier caso, independiente del criterio de medición de la carcasa, el concepto es el mismo: A/R o área menor es igual a más energía disponible por la turbina y, por lo tanto, más presión; viceversa en el caso de A/R o área mayor. No debemos olvidar, sin embargo, que la paridad de todos los otros parámetros que caracterizan una turbina, proporcionar más energía equivale a aumentar la contrapresión en el colector de escape con todos los inconvenientes relacionados. Otra forma de obtener más giro de un turbocargador, está en la disminución de la medida de “exducer ” (diámetro del rotor de la turbina), bien como la altura del “trim ” en el rotor de la turbina, lo que provoca una menor salida de gases por giro del eje. Como el volumen de gases se mantiene, el giro tiende a aumentar. Todas estas medidas también tienden a hacer que haya mayor restricción de los gases de escape, que también tienen que ser llevados en consideración a cada aplicación.

CARCASA DEL FLUJO CONSTANTE (MONO FLUJO)

Es una carcasa que tiene una única entrada de gases. Conceptualmente esta carcasa debería trabajar con los ductos del colector de escape uniéndose en un volumen con área suficiente para eliminar virtualmente la influencia de pulsaciones de los gases. En estas condiciones la turbina trabaja con rendimiento superior en relación a una turbina pulsátil, por otro lado no hay buena respuesta en las variaciones de carga y de rotación del motor, razón por la cual es más indicada en motores de tipo generador o marítimos. La definición de “flujo constante” para turbinas con entrada única y “pulsátil” para turbinas con entrada dividida está constituyéndose una generalización que no siempre es racional. Como explicado anteriormente, la turbina para ser considerada flujo constante, además de la entrada única, debe ser acoplada a un recolector que reduzca al máximo posible los picos de presión en la entrada de la turbina y esto puede ser obtenido o aumentado el volumen en el recolector o teniendo una cantidad mayor de cilindros convergiendo en la boca de la turbina (ej.: utilizando un turbocargador en vez de dos en un motor de 6 cilindros) o ambos procedimientos. En un motor de seis cilindros, dos turbocargadores con carcasa de entrada única (flujo constante) son tan pulsátiles como un turbocargador con carcasa dividida (pulsátil). Podemos concluir que lo que define la separación entre el flujo constante y el flujo pulsátil es mucho más una cuestión de tipo de motor y proyecto de colector que propiamente una caracterización determinada sencillamente por la carcasa de la turbina; al igual que entre los dos tipos de sistemas (pulsátil y constante) podemos encuadrar configuraciones que mezclan las características de ambos. Por lo tanto, para evitar controversias, vamos a dividir las carcasas como mono flujo o doble flujo con o sin válvula de alivio.

CARCASA MONO FLUJO CON VÁLVULA DE ALIVIO

Funciona como la anterior, sin embargo tiene el área más restricta (apretada), lo que provoca buena presión hacia abajo rpm . Existe en esta una válvula para prevenir el exceso de presión en alta rotación, que funciona aliviando el flujo de los gases de escape, enviándolo directamente para el escape, sin pasar por el rotor de la turbina. Esta es una solución muy utilizada en turbocargadores para motores de alta rotación (ciclo Otto o Diesel), donde el objetivo principal es la reducción del llamado turbo lag  (retraso en la respuesta) del turbocargador en bajas rotaciones.

CARCASA DOBLE FLUJO

Normalmente utilizada en motores Diesel con cilindrada superior a 4 litros, con recolector proyectado para el uso eficaz de los pulsos. Funciona utilizando, además de la presión de los gases de escape, también sus pulsos, evitando interferencias entre los cilindros, obteniendo así una buena respuesta a las diferentes condiciones de carga y de rotación del motor. Es muy utilizada en motores vehiculares.

CARCASA DOBLE FLUJO CON VÁLVULA DE ALIVIO

Es utilizada en aplicaciones vehiculares como la versión sin válvula. La válvula permite que sean utilizadas áreas de turbinas más cerradas con mejores respuestas en bajas rotaciones, sin correr riesgos de presiones demasiado elevadas en altas rotaciones.

VÁLVULA DE ALIVIO O WASTE GATE

Como fue explicado anteriormente, la válvula de alivio es una necesidad para determinadas aplicaciones. Sin ella, la utilización del turbocargador en motores rápidos (principalmente ciclo Otto) sería impracticable. Si por un lado es fuente de disipación de energía, ya que se desvían parte de los gases sin que sean aprovechados, por otro lado esto ocurre cuando ya alcanzamos la presión prevista y el desvío de los gases representa apenas una pérdida en términos de eficiencia de la turbina. Obviamente si fuese posible, por arte de magia, cambiar el área de la turbina al alcanzar la presión deseada, se evitaría esa pequeña pérdida; sin embargo, ejecutándose la geometría variable, la válvula de alivio continúa siendo el mayor control de presión más eficiente y con mejor relación costo-beneficio.

TGV (TURBOCARGADOR CON GEOMETRÍA VARIABLE)

Para explicar el funcionamiento del TGV (VNT – VARIABLE NOZZLE TURBINE , como es mundialmente conocido), primero es necesario rever algunas alteraciones en los turbocargadores durante estos últimos años: En los turbocargadores convencionales, o sea, aquellos en que no hay ninguna salida extra de gases de combustión (Bypass ), es el tamaño de la carcasa, lo que determina la presión máxima obtenida por el equipamiento. Con la necesidad de aplicación de turbocargadores en vehículos menores, como las camionetas y los vehículos de paseo, el tamaño de la carcasa de la turbina también tuvo que sufrir alteraciones. Pero el problema era ¿cómo disminuir el espacio interno de las carcasas sin tener exceso de presión en altas rotaciones? La solución surgió con las turbinas equipadas con válvulas de alivio, que después que alcanzan el máximo de presión especificado por la montadora del vehículo, dejan escapar parte de los gases evitando un aumento descontrolado de la presión. Con esa innovación, el índice de emisión de contaminantes también fue disminuyendo, haciendo que el vehículo atendiese fácilmente las determinaciones de la norma Euro II. Incluso con el cambio, lo que todavía determina la presión obtenida por la turbina es el volumen de la carcasa y, en el caso de una geometría fija, el equipamiento responde insatisfactoriamente en algún momento o situación. El TGV surgió para remediar exactamente la insatisfacción con la falta de adecuación de la fuerza empleada a los motores por los turbocargadores, demasiado en algunos momentos, e insuficientes en otros. Eso porque, dentro de la carcasa además de los rotores, existen también palas móviles, que abren y cierran haciendo del espacio por donde el gas circula mayor o menor, dependiendo de la necesidad de la fuerza exigida por el motor. Así, es como si el vehículo contase con varias turbinas. Esta es una turbina adecuada para todas las bandas de rotación del motor. Sus palas se mueven creando ángulos que dirigen o desvían los gases del rotor, aumentando o disminuyendo la presión de acuerdo con las necesidades. En bajas rotaciones, las  palas están más dirigidas para el rotor, que es cuando el motor necesita de más fuerza. Ya en altas rotaciones las palas se abren, desviando los gases del rotor. El movimiento de las palas es comandado por un actuador que es accionado por presión, vacuo o motor eléctrico del propio turbocargador.

La versatilidad es la mejor ventaja de este nuevo turbocargador, que responde de acuerdo con la variación de las rotaciones, proporcionando una respuesta rápida en bajas rotaciones y eficiencia en altos giros. Además, el tamaño de la turbina puede ser seleccionado sin comprometer su desempeño en altas rotaciones. Otras ventajas proporcionadas por el TGV son curva de torque más plana, potencias más altas, mejores índices de emisiones de gases, y la posibilidad de monitoreo electrónico (así como también en los sistemas con waste-gate). La desventaja del TGV es, sin dudas, la mayor complejidad que se refleja en costos más elevados y confiabilidad menor, que puede ser comprobada por la ausencia de TGV para aplicativos en motores ciclo Otto que serían los más beneficiados por esta tecnología.

INTERCOOLERS/AFTERCOOLERS  O TURBOCOOLERS

Como ya fue explicado en el capítulo que se refiere al rendimiento del compresor, está claro que el aumento de temperatura del aire está directamente relacionado al aumento de presión ocasionado por el compresor del turbocargador. Podemos decir que los coolers, en general, son proyectados y fabricados para corregir este indeseado aumento de temperatura. Indeseado porque, como ya fue visto, disminuye la densidad del aire y, por consecuencia, la cantidad del combustible y también porque aproximadamente a cada 10ºC de aumento de temperatura del aire que entra en el motor tendremos un aumento de cerca de 30ºC en la cámara de combustión, sobrecargando varios componentes del motor como: pistones, válvulas, junta de la cabeza, la cabeza y el propio turbocargador. Por lo tanto, la función del intercooler  es servir como un enfriador para el aire que va a ser admitido: su eficiencia se ubica entre 50% y 70% que representa para un motor con presión de turbocargador de 1bar bajar la temperatura del aire de 130ºC para  aproximadamente de 60ºC  a 80ºC. Debido a este hecho es que existe hoy una grande aplicación de intercoolers  en el mercado, que además de devolver la eficiencia al turbocargador debido a la baja temperatura del aire y a la recuperación del volumen del oxígeno inyectado en la cámara dando mayor durabilidad al motor y/o permitiendo un incremento de la mezcla en la cámara, por consecuencia, mayor rendimiento.

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Observando algunas reglas básicas de la dinámica gaseosa, el Dr. Alfred J. Buchi desarrolló en el 1905, en Suiza, los primeros estudios sobre el turbocargador. Entre el 1909 y 1914, aparecieron los primeros motores equipados con el turbocargador en el mundo. Existen registros indicativos de que en el 1910, en una carrera realizada en Florida, el vencedor fue un auto de paseo de 6 cilindros, cuyo motor era equipado con un supercompresor. Sin embargo, los estudios del Dr. Alfred J. Buchi, considerados mucho más avanzados para su época, se quedaron parados por 10 años aproximadamente. Sus pesquisas fueron retomadas y rehechas, pues existían muchos problemas por ser solucionados. El objetivo era hacer que la producción de turbocargadores pudiese tener economía de escala. Esto ocurrió primero en Europa y después en los Estados Unidos. En la Segunda Grande Guerra, “General Electric” desarrolló los turbocargadores para la aplicación en aviones militares, dando al sistema el status  de importante recurso para la aviación de guerra.

Actualmente, los turbocargadores son utilizados en automóviles, camiones, autobús, equipos de agricultura, embarcaciones, aeronaves y en muchas otras aplicaciones. Básicamente, podemos decir que un motor está sobrecargado cuando, a través de un turbocargador, utiliza la presión de los gases de escape para elevar la presión de la línea de admisión del motor. Este recurso proporciona mejor aprovechamiento de energía pues la presión de los gases de escape depende de la rotación del motor, que en un motor de aspiración natural supuestamente sería despreciado.

¿QUÉ ES EL TURBOCARGADOR?

El turbocargador es un equipo que aumenta el torque y la potencia del motor a través del incremento de la mezcla aire/combustible, propiciando la construcción de motores menores y más potentes. Debido al reaprovechamiento de los gases expelidos por el motor para accionar el rotor de la turbina y, por consecuencia, el rotor del compresor. El aire es admitido y enviado para los cilindros bajo presión, proporcionando así una mejor quema del combustible, lo que disminuye la emisión de partículas de polución, mejora el manejo y da un desempeño extraordinario al motor. El turbocargador es compuesto por una turbina y un compresor de aire rotativos, situado en lados opuestos de un mismo eje. Los rotores del compresor y de la turbina son envueltos por carcasas, denominadas carcasa del compresor y carcasa de la turbina, cuya función es encaminar el flujo de gases a través de las aspas de los rotores. La carcasa central sustenta el eje a través de bujes flotantes y galerías en el interior de la carcasa llevan el aceite lubricante a los bujes radiales y axiales.

COMO FUNCIONA

La premisa del turbocargador es, básicamente, aprovechar la energía contenida en los gases del escape, utilizada para comprimir el aire que será admitido por el motor. El resultado final de todo esto es que un motor con turbocargador tiene una potencia de 30 a 200% (dependiendo de la presión utilizada) mayor que un motor aspirado con la misma cilindrada. Durante el funcionamiento de un turbocargador, los gases que provienen del motor son direccionados  por intermedio del colector de escape para la carcasa de la turbina. Estos gases, poseyendo energía en forma de presión, temperatura y velocidad, provocan la rotación del rotor de la turbina y por consecuencia, del rotor del compresor. Con la rotación, el aire atmosférico (que deberá estar previamente filtrado) es aspirado y posteriormente comprimido por el rotor compresor, de donde sigue para los cilindros del motor, direccionado por el colector de admisión. Disponiendo de una presión mayor en la admisión, los cilindros no tendrán pérdida de energía en el ciclo de admisión. Habiendo una mayor masa de aire en la entrada de los cilindros, se puede quemar mayor cantidad de combustible, además de obtenerse la combustión completa de la mezcla. Uniendo estas tres características, el resultado obtenido es un aumento significativo de la potencia y torque del motor y disminución en la emisión de contaminantes y del consumo del combustible.

VENTAJAS

Hoy en día, con las nuevas leyes de emisión de contaminantes para los motores ciclo diesel, no sería posible alcanzar las metas establecidas sin un turbocargador, pues – además de proporcionar potencia – él promueve una significativa disminución de consumo del combustible. Otra ventaja del turbocargador es su excelente costo-beneficio comparándose a una preparación convencional. Cuando se habla en costo-beneficio, se habla con respecto a cuánto se gasta para alcanzar una determinada potencia específica (es la relación potencia/cilindrada) para un determinado motor. Por ejemplo: alcanzar una potencia alrededor de 280/300 CV en un motor de 2 litros, el turbocargador costará menos de la mitad que alcanzar la misma potencia en un motor aspirado. Sin tener en cuenta que un motor turbocargado a este nivel aún daría condiciones de utilizarse en un auto de calle sin grandes trastornos (encima de determinadas potencias específicas sólo con el turbocargador).

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Hoy en dia los cambios de Conjuntos centrales  ( Nucleo, Ccr, Cartridge)

Se utilizan muchas mas, que hace algunos años.

Las reparaciones básicas/  rectificaciones de eje del turbo alimentador, los cambios de rueda  compresora y rueda de turbina,  cada vez mas son remplazados en muchos modelos de turbos. En su mayoría de línea liviana y pesada  (Autos, camionetas, buses) por los

  Famosos conjuntos centrales

Sabes  porque? 

 Una reparación integral  del turbo alimentador, puede demorar  entre 24hs y 48 hs,   realizando una rectificación del eje, cambiando rotores, bujes, retenes  y el balanceo correspondiente.  Eso nos indica que  debemos contar con maquinarias específicas para realizar este trabajo.

 En los tiempos  modernos que hoy vivimos, la libre comercialización y la tendencia global  nos  lleva  directamente a cambiar los  Cartridge  ( conjuntos centrales/ cartuchos Ccr).

Estos repuestos vienen de fábrica  balanceados

 para  montar sobre los caracoles de admisión y escape,  solamente se deberá realizar limpieza de  las carcasas de  compresión  y escape,  verificar que no tengan fisuras controlar  el buen funcionamiento de la  válvula de alivio  si es que  la posee.

 En  la  línea de conjuntos centrales, contamos con  una gama amplia  de repuestos originales y alternativos, queremos  ponernos a disposición para cualquier tipo de asesoramiento o inquietud  que tengas no dudes en consultarnos.

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EVALUACIÓN EXTERNA

En este paso, el objetivo es identificar posibles rupturas perceptibles externamente en el turbo alimentador. Se debe observar la existencia de:

– Daño en las paletas de los rotores;

– Aceite lubricante en los siguientes pontos: bocal de entrada de aire atmosférico o bocal de salida del aire comprimido de la carcasa compresora, en la base o en la salida de la carcasa de la turbina para el escape;

– Desgaste o ruptura en todas las conexiones del turbo alimentador;

– El turbo alimentador con accionador, y el alineamiento de asta;

– Colocación de la carcasa de la turbina;

– Tolerancia axial o radial.

RETIRAR EL ACCIONADOR (SI NECESARIO)

Retirar la traba rápida desencajando el asta de la palanca, soltar la abrazadera de ajuste de la manguera, removiéndola de la conexión de la carcasa compresora, retirar los tornillos de ajuste del soporte y remover todo el conjunto.

RETIRADA DE LA CARCASA DE LA TURBINA

Aflojar los tornillos de ajuste o abrazaderas y remover la carcasa de la turbina. Debido a la oxidación del material la carcasa de la turbina puede estar firmemente unida a la carcasa central. Utilizar un martillo para facilitar la remoción, los impactos no deben ser aplicados solamente en un punto de la carcasa de la turbina. No aplicar impactos en la base para evitar des aliñamiento.

EVALUACIÓN

– Carcasa de la turbina: Presencia de rajaduras y escamado en la división de los canales;

– Rotor de la turbina: Desgaste o quiebra en las paletas.

RETIRADA DE LA CABEZA COMPRESORA

MÉTODO: Aflojar los tornillos de ajustes o abrazaderas, si necesario, renueva la conexión de lubricación en ese paso. Si hay dificultad en la hora de retirar la carcasa compresora, se puede utilizar un dispositivo de impacto no metálico, teniendo en cuenta que es un componente de aluminio y podrá dañarse fácilmente. Remueva la carcasa compresora.

EVALUACIÓN:

– Carcasa compresora: presencia de aceite lubricante en la parte interna, condiciones del anillo de vedage;

– Rotor compresor: Desgaste o quiebra de las paletas.

RETIRADA DEL ROTOR COMPRESOR

MÉTODO: Fijar el conjunto rotativo a través del rotor de la turbina, sin dañar sus paletas. Aflojarlas tuercas de ajuste del rotor compresor al eje, respetando el sentido de la rosca y recordando que poseen rosca

izquierda (8), identificada por una marca de trazo. Remover el rotor compresor. Caso haya dificultad en removerlo, retire el conjunto del local donde estaba fijo y efectúe leves impactos con un dispositivo

metálico en la punta del eje motor, desplazándolo.

RETIRADA DEL CONJUNTO EJE/ROTOR DE LA TURBINA

MÉTODO: Si en la retirada del rotor compresor no fue necesario efectuar ningún impacto, el eje/rotor estará alojado en el interior de la carcasa central y fijo, bastara retirarlo para renovarlo. Si al contrario, hubo necesidad de golpear para retirar el rotor, compresor, el eje/rotor ya estará suelto. Después de retirar el eje, remover el reflector de calor.

EVALUACIÓN: Desgaste y coloración del eje, condiciones de los anillos del pistón, formación de carbonizado.

RETIRADA DE LA FLANGE

MÉTODO: Utilizar alicate apropiado para remover el anillo y posteriormente la flange. Ambos componentes traerán junto el collar que puede ser fácilmente retirado.

RETIRADA DE COMPONENTES INTERNOS:

MÉTODO: Retire el cojinete axial enseguida retire el separador, los anillos de traba de los cojinetes radiales y los cojinetes radiales.

EVALUACIÓN: La medida que los componentes van siendo retirados, la evaluación debe abarcar el desgaste, coloración, presencia de arañados u otros daños.

OBSERVACIÓN: El desmontado es de fundamental importancia para la identificación del daño causado al turbo alimentador. Biagio Turbos no autoriza la realización de este procedimiento fuera de su red de asistencia técnica autorizada.

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ANTIOXIDANTES: actúan quimicamente con el oxígeno evitado la oxigenación de los metales.
DETERGENTES: educen la formación de placas y residuos.
DISPERSANTES: impiden la aglomeración de borras.
ANTICORROSIVOS: reducen el desenvolvimiento de sustancias ácidas u oxidantes.
ANTIESPUMANTES: actúan en el espesor de las burbujas de espuma, eliminándolas.
REGULADORES DE VISCOCIDAD: proporcionan al aceite una menor sensibilidad a los cambios de temperatura.

ANTIDESGASTANTES: forman una película protectora en las superficies metálicas.
No es recomendado mesclar diferentes tipos de aceites en un mismo motor, pues aditivos de fabricantes diferentes pueden reaccionar entre si, proporcionando el deterioro del
aceite.

Cuanto más moderno es el aceite (multiviscosos de clasificación mas reciente) mejor es el desempeño de sus aditivos. Prolongar a vida útil de un motor, está directamente relacionado a la calidad del aceite lubrificante utilizado, a la prevención contra la entrada de contaminantes externos, principalmente, agua combustible y polvo ya al cambio periódico del filtro de aceite.
Para saber cuales son los aceites recomendados, consulte siempre el manual del vehículo o del motor.
Para que el aceite actúe en esas funciones, el mantenimiento debe ser hecho y seguido de acuerdo con las informaciones técnicas los manuales como: verificación del nivel de aceite, cambio de filtro, tipo de aceite
recomendado en la elección de la viscosidad (SAE), clasificación del servicio (API) y kilometraje del cambio del aceite de acuerdo a las condiciones de trabajo del vehículo.

¿POR QUE CAMBIAR?

El filtro, si el uso del filtro de aceite pase el periodo indicado en el manual del vehículo, las consecuencias serán: el filtro puede pasar la pérdida de carga máxima especificada por el fabricante de vehículo, lo que imposibilitará el paso del aceite por el medio filtrante y causara la abertura de la válvula de seguridad (Bypass), permitiendo el pase del aceite con impurezas directamente para el motor, generando desgaste
prematuro de las partes móviles del motor, causando la reducción del desempeño y aumento del consumo de combustible.

CAMBIO DEL ACEITE LUBRICANTE

El aceite lubrificante es fundamental para el buen funcionamiento del turbo alimentador, los aceites lubrificantes para motores son dotados de propiedades específicas para su perfecta actuación por un determinado período, o sea su vida útil, la cual también puede ser mayor o menor según las condiciones del motor. Motores más desgastados permitirán mayor pasaje de contaminantes provenientes de la combustión y, consecuentemente, los cambios de aceites deberán ser más frecuentes, pues el aceite se contaminará mas rápidamente. El uso del aceite contaminado resultará en daños al motor y al propio turbo alimentador, pues el ya no estará cumpliendo perfectamente con todas sus funciones. Los cambios deben ser realizados según el régimen de trabajo y especificaciones del fabricante. La vida útil del aceite varia de a cuerdo con su composición, normalmente el fabricante del producto indica el tiempo que debe ser usado. Pasando el período recomendado para el cambio del aceite las propiedades de lubricación y resfriamiento son perdidas, aumentando la fricción de las partes móviles del motor generando desgaste.
Vale recordar que a cada cambio de aceite, es recomendado también el cambio del filtro, pues la cantidad de aceite que queda en el filtro antiguo, puede contaminar el aceite nuevo.

Fuente: www.biagioturbos.com

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¿Cómo funciona un turbo de geometría variable y cuáles son sus principales elementos?

En los turbos VTG es posible variar la relación de acción/reacción en el distribuidor. Esto permite reducir o aumentar el paso de los gases por los alabes del distribuidor, manteniendo velocidades de fluido altas aunque los caudales sean inferiores y facilitando el aprovechamiento de la energía de los gases cuando el volumen de éstos sea inferior debido a una menos carga o a la baja velocidad del motor.
Además, es importante recordar que este tipo de turbos no incorporan válvula de descarga ya que el control de la presión se realiza modificando la geometría de la turbina, reduciendo así la presión del colector de admisión.

El turbo de geometría variable se diferencia del convencional por el uso que realiza de un plato/corona donde se encuentran los alabes móviles. Estos alabes pueden ser orientados a la vez y dirigidos, mediante un mecanismo de varilla y palanca, hacia un ángulo determinado.

Al cerrarse los alabes y disminuir la sección entre ellos, la velocidad de los gases de escape aumenta e influyen con más fuerza en las paletas de rodete de la turbina, logrando así la máxima compresión del aire a bajas revoluciones (r.p.m.).

Cuando se incrementa la presión de soplado sobre el colector de admisión y aumentan las revoluciones del motor, es detectado por la capsula manométrica que transforma ese movimiento empujando el sistema de mando de los alabes para que éstos se abran y haciendo disminuir los gases de escape que mueven la turbina. Estos alabes están insertados en una corona que permite regular el vástago roscado de unión a la cápsula manométrica, haciendo que los alabes se abran antes o después. La máxima inclinación de los alabes solo es adoptada con la función de emergencia, por lo que si esto sucede podrá ser síntoma de una avería en el turbo.

Ventajas e inconvenientes de los turbos de geometría variable

Los turbocompresores de geometría variable o VTG logran que los motores sobrealimentados funcionen de manera más progresiva, mientras que los convencionales tienden a producir más saltos de potencia de bajas a altas revoluciones. El comportamiento del motor es más suave y el motor ofrece un par mayor, que se mantiene durante una zona amplia del contador de revoluciones del motor, aún con menos vueltas.
Como inconveniente, podemos mencionar la complejidad de este sistema y por tanto, también el elevado precio de comercialización con respecto a los turbos convencionales. Además, precisa que los aceites empleados para el engrase sean de mayor calidad y con cambios más frecuentes.

Los turbos de geometría variable se utilizan únicamente en vehículos diésel y esto se debe a la alta temperatura que alcanzan los gases de escape en motores gasolina.

Si quieres conocer qué averías son frecuentes en los turbos de geometría variable, te recomendamos seguir navegando por nuestra sección.

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