Sobrealimentación en Motores Otto: Turbo vs. Compresor

Consideraciones al Sobrealimentar un Motor Otto

Al sobrealimentar un motor Otto, es crucial tener en cuenta las siguientes consideraciones:

• Evitar presiones excesivamente elevadas.
• Prevenir la detonación.
• No reducir en exceso la relación de compresión.
• No alterar significativamente el rendimiento térmico.

Importancia de la Lubricación en los Cojinetes del Turbo

La lubricación de los cojinetes del eje del turbo es especialmente crítica debido a que este sistema gira a revoluciones muy elevadas. Una buena lubricación es esencial para:

• Evitar el gripado de los componentes.
• Reducir la temperatura, mejorando así el funcionamiento general.

Turbocompresor vs. Compresor Volumétrico

Ventajas del Turbocompresor

El turbocompresor ofrece varias ventajas sobre el compresor volumétrico:

• Incremento de potencia: Puede aumentar la potencia hasta en un 100%.
• Eficiencia: Utiliza los gases de escape que, de otro modo, se desperdiciarían.
• Consumo reducido: A baja carga y al ralentí, el consumo se reduce considerablemente.
• Tamaño y peso: Es más compacto y ligero en comparación con un compresor.

Desventajas del Turbocompresor

• Retardo (Lag): Existe un retardo entre la aceleración y la respuesta del turbo, especialmente notable en turbos grandes.
• Banda de potencia óptima: La potencia máxima se entrega en un rango de revoluciones específico. Fuera de este rango, el rendimiento disminuye.
• Lubricación con aceite: Utiliza el mismo aceite del motor, lo que puede reducir la cantidad disponible para el motor y aumentar su temperatura.
• Generación de calor: La compresión de los gases de admisión genera mucho calor, requiriendo el uso de un intercooler.

Ventajas del Compresor Volumétrico

El compresor volumétrico presenta ventajas como:

• Respuesta inmediata: Proporciona una respuesta instantánea al acelerar, sin el retardo del turbo.
• Par motor a bajas revoluciones: Ofrece un aumento considerable del par motor a bajas revoluciones.
• Simplicidad: Es un sistema simple, fácil de instalar y robusto. Generalmente, no necesita intercooler ni lubricación interna.

Desventajas del Compresor Volumétrico

• Ineficiencia: Consume potencia del motor para generar más potencia.
• Peso: Los compresores grandes pueden ser pesados, afectando negativamente el centro de gravedad del vehículo.

Beneficios del Intercooler en Motores Sobrealimentados

El intercooler enfría el aire después de ser comprimido, lo que resulta en:

• Mayor densidad del aire.
• Mejor llenado de los cilindros.
• Mejor rendimiento térmico.
• Menor consumo de combustible.
• Reducción del riesgo de detonación.

Regulación de la Carga con Válvula Wastegate

La válvula wastegate regula la presión del turbo al desviar los gases de escape lejos de la turbina cuando se alcanza una presión predeterminada. Esto evita la sobrepresión y permite que el compresor gire más despacio, limitando así la presión. Puede ser accionada neumáticamente o eléctricamente a través de la unidad de control del motor (UCE).

En la versión mecánica, la cápsula de la válvula tiene dos partes: una expuesta a la presión atmosférica con un muelle tarado a la presión máxima, y otra que recibe la presión de sobrealimentación. Cuando la presión de sobrealimentación supera la del muelle, la membrana se desplaza, abriendo la válvula de descarga.

Implicaciones de una Válvula Wastegate Defectuosa

Si una válvula wastegate que debería abrir a 1,5 bares abre a 1,3 bares, la velocidad de la turbina se reducirá prematuramente. Esto limitará el llenado del motor a altas cargas, ya que el turbocompresor no podrá suministrar suficiente aire.

Regulación de la Carga en un Compresor Volumétrico

En los compresores volumétricos, el caudal de aire aumenta linealmente con la velocidad del motor. Para evitar una presión excesiva, se utiliza una válvula de derivación que, al abrirse, redirige el aire comprimido de vuelta a la admisión.