Desde hace décadas, el turbo ha sido un componente conocido en la industria automotriz. Sus inicios en los años 40 marcaron el comienzo de su aplicación en vehículos, pero en los últimos años, su popularidad ha crecido de manera notable. En la actualidad, es raro encontrar automóviles diésel que no estén equipados con esta tecnología.
El término «turbo» se refiere al sistema de sobrealimentación que cumple la función de comprimir el aire que fluye hacia el motor. Esto resulta en una mayor cantidad de oxígeno disponible para mezclar con el carburante, lo que conlleva un incremento en la potencia del motor.
Este aumento en la adopción del turbo se atribuye a dos factores principales:
En primer lugar, los fabricantes de automóviles buscan cumplir con las estrictas regulaciones anticontaminación sin sacrificar el rendimiento del motor, lo que podría afectar la atracción de los compradores.
En segundo lugar, los conductores ven la oportunidad de obtener un mayor par motor en vehículos de menor cilindrada, al mismo tiempo que logran una eficiencia de combustible sobresaliente. Esto también conlleva una ventaja fiscal; los vehículos con turbocompresor suelen estar sujetos a un impuesto de circulación más bajo, ya que dicho impuesto se basa en la cilindrada del motor y no en la potencia real, permitiéndoles tener motores más pequeños con un rendimiento similar.
Esta tendencia hacia la sobrealimentación mediante turbo se ha convertido en un estándar en la industria automotriz y ha revolucionado la forma en que concebimos la eficiencia y el rendimiento de los motores.
Los gases de escape que normalmente se liberarían a la atmósfera son redirigidos a través de una turbina, lo que resulta en un aumento significativo en la cantidad de aire que entra en el motor. Este proceso permite que se queme más combustible y, como resultado, se produce una mayor cantidad de energía. El impacto final de este proceso es un incremento en la potencia y la eficiencia del motor, lo que se traduce en una mejor capacidad de aceleración y una velocidad máxima más alta. En esencia, el turbo es un componente que permite que motores más pequeños respondan de manera similar a motores más grandes, lo que revoluciona la eficacia de los motores de vehículos.
El turbocompresor se comporta como una especie de «bomba de aire», que suministra aire al proceso de combustión del motor a una presión y densidad mucho mayores que la presión atmosférica convencional. El aire que proviene del turbocompresor contiene una concentración de oxígeno más alta, lo que mejora la combustión y conduce al aumento de la potencia, la reducción de emisiones y la mejora del par motor. Además, este sistema disminuye las pérdidas de potencia asociadas a la inyección de aire en el motor, lo que conlleva una mejora general del rendimiento del vehículo.
El turbocompresor se puede dividir en dos secciones principales: la turbina, que es la parte caliente, y el compresor, que es la parte fría. La turbina de escape se pone en movimiento gracias a los gases de escape del motor, lo que, a su vez, hace que la rueda del compresor aspire y comprima el aire exterior. Los gases de escape se recogen a través de la carcasa de escape y se dirigen hacia la turbina de escape, donde pasan por un anillo de tobera que reduce la sección de la carcasa de escape para acelerar el flujo de gas a velocidades aún mayores. La geometría del anillo de tobera de la carcasa de escape es uno de los factores fundamentales que afectan al rendimiento del turbocompresor. Después, el gas se introduce en una sección cónica de la carcasa de escape, donde se acelera nuevamente para alcanzar velocidades aún más altas. Finalmente, el gas fluye a través de una segunda tobera alrededor de la turbina de escape, donde alcanza su velocidad máxima y entra en la turbina de escape, expandiéndose y liberando energía, lo que hace que la turbina de escape gire a gran velocidad.
Una vez que los gases de escape han completado su recorrido a través de la turbina y salen de la carcasa, tienen una presión más baja en comparación con la entrada. Esta diferencia de presión entre la entrada y la salida es fundamental para el funcionamiento del turbocompresor.
El gas de escape, que ahora fluye a velocidades más bajas y a temperaturas más bajas, continúa su trayecto a través del sistema de escape del vehículo, lo que es también crucial para el correcto funcionamiento del turbocompresor.
Justo al otro lado de la turbina de escape, girando a la misma velocidad, se encuentra la rueda del compresor. Para que el motor funcione de manera efectiva, necesita una cantidad óptima de oxígeno, y el acto de comprimir el aire incrementa su densidad, lo que proporciona una mayor cantidad de oxígeno por unidad de volumen. La rueda del compresor gira y aspira el aire ambiente a través del filtro de aire, que es esencial para el funcionamiento adecuado del turbocompresor. El aire entra en contacto con los álabes de la rueda del compresor, se acelera considerablemente y se llena de energía cinética, que es la energía que proviene del movimiento.
La siguiente etapa es la conversión de esta energía cinética en presión a medida que el aire sale de la rueda del compresor. A medida que el aire fluye fuera del compresor, pasa por una zona llamada «difusor», que es más ancha y permite que el aire, que se encuentra a alta velocidad, se expanda y reduzca su velocidad, creando una zona de alta presión. El aire sale del difusor y continúa su recorrido a través de una carcasa cónica que nuevamente va ampliándose hacia la salida del compresor. Esta expansión permite que el aire se enfríe y disminuye su velocidad antes de ingresar al motor, lo que genera aire de alta
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