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TURBOCOMPRESOR - Definición - Significado

Grupo compuesto por un compresor centrífugo y una turbina accionada por los gases de escape. Es uno de los sistemas más sencillos y racionales para obtener la sobrealimentación de los motores de combustión interna. Antiguamente su aplicación se realizaba, sobre todo, en grandes motores diesel y en algunos motores de gasolina destinados a automóviles de elevadas prestaciones y de competición. No obstante, a raíz de la primera crisis del petróleo de mediados de los 70, la necesidad de conseguir buenas prestaciones con bajas cilindradas para reducir consumos hizo más popular el turbo. En los ochenta se asoció a motores diésel y gasolina de buenas prestaciones, haciéndose muy común en el siglo XXI en prácticamente cualquier motor de baja cilindrada que busque unificar reducidos consumos y buenas cifras de potencia.

En su forma más corriente consiste en un rotor de compresor centrífugo conectado al eje de la propia turbina. Esta última puede ser de tipo axial o radial, según el caudal y la presión en los conductos de escape. Como la eficacia y la funcionalidad de este dispositivo se hallan condicionadas por los rendimientos de ambos grupos (aunque es de construcción más sencilla y resulta más ligero que los compresores volumétricos o centrífugos de accionamiento mecánico), se mantuvo durante mucho tiempo en desventaja frente a los compresores mecánicos, especialmente en su aplicación a motores de pequeña cilindrada, a causa de las características de los compresores centrífugos. En efecto, en los compresores centrífugos (comúnmente llamados turbo) la presión que puede obtenerse es proporcional a la velocidad de salida del aire del rotor (igual a la composición de las velocidades centrífuga y tangencial) y, como consecuencia, para grupos de pequeñas dimensiones, es indispensable recurrir a velocidades de rotación muy altas. Ello significaba complicaciones y una pérdida de potencia en el caso de accionamiento mecánico debido a la necesidad de un multiplicador de revoluciones.

En el motor BRM V16 de los años cincuenta, la relación de multiplicación entre el motor y el compresor era de 4:1, a la que correspondía, al régimen de potencia máxima, una velocidad del compresor de casi 50.000 rpm. La puesta a punto de turbinas de pequeñas dimensiones con rendimientos suficientes simplificó el accionamiento, ya que ambos elementos podían funcionar al mismo régimen, es decir, unidos a un mismo eje.

Desde el punto de vista de la construcción, los mayores problemas se referían a la elección de los cojinetes, que debían soportar velocidades de rotación superiores a 100.000 rpm, y a su lubricación. De hecho, la lubricación ha sido uno de los quebraderos de cabeza de los turbo prácticamente hasta nuestros días. Así, los fabricantes recomendaban que, tras aprovechar los beneficios del turbo, se realizara una conducción suave antes de parar o, en su defecto, se mantuviera el motor en marcha durante uno o dos minutos. Esta recomendación iba destinada a impedir que el lubricante pudiera llegar a solidificarse en el eje, situación que ocasiona graves problemas al conjunto.

En la actualidad, y tras la aparición de los turbo de geometria variable, los problemas de actuación en las mecánicas de menor tamaño han sido solventados.

Vídeo con explicación del turbo de geometría variable:

También los materiales deben poseer características adecuadas para resistir las grandes centrifugaciones y, en lo que respecta a la turbina, también una gran resistencia a las elevadas temperaturas de funcionamiento. Un tipo particular de turbocompresor es el de accionamiento hidrodinámico, consistente en un compresor centrífugo normal conectado al eje de una turbina hidráulica alimentada con aceite a alta presión procedente de una bomba accionada por el motor. Este sistema posee un rendimiento inferior al del anterior, pero tiene la ventaja de que puede regularse variando el caudal de la bomba. Así, dos turbocompresores hidrodinámicos equipaban los Alfa Romeo GTA SA experimentales aparecidos en 1968. Estaban alimentados por una bomba que proporcionaba aceite a una presión de 80 kg/cm2 y podían imprimir al rotor una velocidad de 95.000 rpm.

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