turbosobrealimentador

Un turbosupercharger es un dispositivo de inducción forzada que utiliza la energía de los gases de escape para hacer girar una turbina, que a su vez impulsa un compresor que introduce más aire en la admisión de un motor. A diferencia de un supercharger mecánico, que toma potencia directamente del cigüeñal del motor mediante correa o engranajes, un turbosupercharger extrae energía que de otro modo saldría por el tubo de escape sin usar. La etapa del compresor típicamente entrega aire a 6 a 20 psi por encima de la presión atmosférica, dependiendo del diseño y la configuración de la sobrealimentación, lo que permite al motor quemar más combustible por ciclo y producir significativamente más potencia que en operación atmosférica.

El término en sí está anticuado, cayendo en desuso en gran medida en la década de 1980 a favor de la palabra más simple turbocharger. El prefijo turbo originalmente se refería al principio de la turbina de escape (del latín turbo, movimiento giratorio), mientras que supercharger era el término genérico anterior para cualquier dispositivo de compresión de aire. A medida que la tecnología de turbinas maduró y se volvió dominante en aplicaciones de rendimiento y diésel, la etiqueta compuesta se volvió redundante. Los ingenieros y fabricantes de automóviles convergieron en turbocharger solamente, dejando turbosupercharger principalmente en la literatura técnica antigua y la documentación de coches de colección.

La disposición mecánica central consiste en una rueda de turbina montada en un eje con una rueda de compresor en el otro extremo, ambas selladas en una carcasa. Los gases del colector de escape (típicamente de 600 a 900 grados Celsius en la entrada de la turbina) aceleran las palas de la turbina, haciendo girar el eje a 80.000 a 200.000 rpm dependiendo del tamaño y la carga del motor. Esta rotación de alta velocidad impulsa la rueda del compresor para aspirar aire ambiente, comprimirlo y forzarlo al colector de admisión. Los diseños avanzados incorporan turbinas de geometría variable o válvulas de descarga (wastegate) que modulan la presión de sobrealimentación desviando el exceso de escape alrededor de la turbina cuando no se necesita la máxima potencia.

Modos de fallo comunes y compensaciones de diseño

Los turbosuperchargers operan bajo estrés térmico y mecánico extremo. El fallo de los cojinetes es común en unidades antiguas o mal mantenidas, ya que la falta de lubricación o la coquización a temperaturas elevadas pueden destruir los cojinetes lisos que soportan el eje. La erosión de la rueda del compresor por el polvo de admisión, la fatiga de las palas de la turbina por vibración y la degradación de los sellos que permiten la entrada de aceite en el flujo de aire representan patrones de desgaste típicos. El retraso entre la apertura del acelerador y la disponibilidad de sobrealimentación, conocido como turbo lag, hizo que muchos conductores percibieran los motores turboalimentados como menos reactivos que sus rivales atmosféricos hasta que los intercoolers y los diseños de geometría variable redujeron significativamente esta característica.

Hoy en día, la turbosuperalimentación domina las estrategias de reducción de tamaño de motores en vehículos de producción. Los motores de menor cilindrada equipados con turbocompresores igualan o superan la potencia de sus predecesores atmosféricos más grandes, al tiempo que reducen el consumo de combustible en conducción a velocidad constante. Los motores diésel se benefician particularmente de la tecnología turbo, con motores de camiones comerciales y equipos de construcción que emplean turbosuperchargers de forma casi universal para cumplir con los requisitos de densidad de potencia y emisiones. La brecha terminológica entre turbosupercharger y turbocharger refleja esta estandarización: si bien ambos términos describen la misma tecnología, solo el último sigue siendo actual en las especificaciones modernas, manuales de concesionarios y literatura de rendimiento.