El ABC de los Turbos Garret

Nomenclatura

Denominación de los Modelos GT
Los modelos GT usan un nuevo sistema de denominación. Este nuevo sistema ha sido introducido para permitir una identificación, de las características del turbo más fácil.
Los nuevos modelos pueden tener hasta un máximo de 10 dígitos, que especifican su rango, medida de la rueda compresora y demás características del turbo. La utilización de las antiguas denominaciones no se utilizará más.


Dígitos Usos




Tipos de referencias
La referencia de Garrett consta de 10 digitos.
Los seis primeros determinan la pieza en general y los cuatro siguientes las variadades o modificaciones de la primera.
La primera de las cuatro segundas, explica el mercado al que va dirigida la pieza

Ojito todas estas referencias corresponden al mismo turbo.


Tecnicos

¿ Que es el A/R ?
El A/R es una relación que se obtiene al dividir el área interior de la turbina en donde se encuentran las volutas, por el radio de la caracola desde el centro de la misma hasta su lengua, como se indica en la figura.
Los valores de A/R se expresan como .35, .47, .68, .84, 1.00, 1.15, etc.
Un A/R pequeño indica un volumen interior de la turbina pequeño y un A/R grande indica un volumen mayor.
A menor A/R la respuesta del motor se consigue a pequeñas revoluciones por minuto pero a altas revoluciones no conseguiremos el caudal suficiente. Deberemos encontrar siempre una solución de compromiso entre obtener una respuesta lo más bajo posible y tener el caudal suficiente a altas revoluciones.


¿ Que es el TRIM (paso) ?
Cada Modelo ( T2, T3, GT15, TW91, etc... ) de turbina y eje y rueda compresora, generalmente tienen el mismo diámetro de turbina ( diámetro mayor ), pero diferentes pasos ( diámetro menor ). Cada tipo de paso ( trim ), tiene unas características de soplo distintas.


Los valores de TRIM se expresan como 45, 50, 55, etc... y solo pueden ir de 0 a 100. Un valor 100 significa Dp = Dg
Un TRIM grande indica un diámetro de turbina grande.
Una TRIM de 55, da un 10% más de caudal que un TRIM 50.
El TRIM se utiliza lo mismo para turbinas y eje que para ruedas compresoras.

El TRIM se calcula según la siguiente fórmula.
TRIM = ( Dp / Dg )² x 100
Si Dg = 50 mm y Dp = 35 mm
TRIM = ( 35/50 )² x 100 = 49

¿ Que es una válvula antirecirculación ?

Válvula de recirculación

La válvula de recirculación funciona por la depresión del aire de admisión, entre el turbo y la mariposa de admisión. Cuando la mariposa de admisión se cierra y la presión en la entrada cae, la válvula se abre y el aire desde la zona de soplo de la caracola de admisión se desvía directamente a la entrada, sin pasar a través de la rueda compresora. Esto ayuda a evitar que el compresor traspase la línea de rotura, por ejemplo cuando aceleramos rápidamente y cambiamos de marcha, la presión de entrada y el caudal de aire caen rápidamente mientras la velocidad del turbo es todavía muy grande. El aire que recirculamos permite al compressor evitar la línea de rotura del mapa del compresor.



Nota: la válvula de recirculación es de hecho una válvula blow-off integrada en la caracola de

Geometría variable
Tipos de Geometria Variable
La geometría variable, mejora la respuesta del turbo a bajas revoluciones.
Optimiza el rendimiento del turbo a todos los regímenes del motor.
Reduce el consumo.

Geometria Variable VAT

Imagenes a bajas RPM y a Altas RPM del motor


Geometria Variable VNT

Imagenes a bajas RPM y a Altas RPM del motor


Geometria Variable VNT OP

Imagenes configuracion axial y configuracion estandard



Procedimientos


Posición de las caracolas

Angulos alfa y beta
Durante muchos años Garrett ha definido la posición angular de las caracolas de admisión y escape en relación al alojamiento de cojinetes mediante los ángulos alfa y beta.
El diagrama inferior muestra como están definidos los ángulos alfa y beta :



Para mejorar la exactitud de la medida Garrett cambio las definiciones de los ángulos alfa y beta, por delta y épsilon.


Angulos delta y épsilon
Durante muchos años Garrett ha definido la posición angular de las caracolas de admisión y escape en relación al alojamiento de cojinetes mediante los ángulos alfa y beta , pero para mejorar la exactitud de las posiciones, se han definido dos nuevos ángulos delta y épsilon.
El diagrama inferior muestra como están definidos los ángulos delta y epsilon :



Ambas medidas se relacionan mediante la siguiente fórmula:
épsilon = 360º - beta
delta = alfa - beta + 90º
Si usando esta fórmula el resultado es un ángulo negativo, entonces añadiremos 360º ( una revolución ) al valor negativo.
Ejemplo:
alfa = 0º
beta = 180º
épsilon = 360º - beta = 360º - 180º = 180º
delta = alfa - beta + 90º = 0º - 180º + 90º = -90º
para obtener el ángulo correcto debemos añadir 360º
delta = - 90º + 360º = 270º

alfa = 0º y beta = 180º
es equivalente a
épsilon = 180º y delta 270º

Calibrado de válvulas

Calibrado de válvulas de presión ( Modelo TAO3, TB31 )



1. Abrir los cierres que frenan las tuercas de la tapa de la válvula y quitar las tuercas, la tapa y la junta.
2. Quitar el manguito y las abrazaderas de la válvula.
3. Poner un reloj como se indica en la figura, de manera que vástago del reloj apoye sobre la parte plana de la válvula.
4. Poner el reloj a cero.
5. Aplicamos presión a la válvula.
6. Una vez que el reloj marca el desplazamiento indicado en las tablas ( ver despiece en el catálogo ), anotar la presión y comprobar si se encuentra en el intervalo requerido.
7. Quitar la presión y comprobrar que el reloj vuelve al cero.
8. Si la presión no es correcta, se debe cambiar la válvula.

El funcionamiento de un motor con la válvula del turbo mal calibrada puede originar pérdida de potencia o graves averías en el motor.


Calibrado de válvulas de presión ( Modelo TBO2, TBO3, TB25, series GT )



1. Quitar el manguito y las abrazaderas de la válvula.
2. Poner un reloj como se indica en la figura, de manera que vástago del reloj apoye sobre la punta del vástago de la válvula.
3. Poner el reloj a cero.
4. Aplicamos presión a la válvula.
5. Una vez que el reloj marca el desplazamiento indicado en las tablas ( ver despiece en el catálogo ), anotar la presión y comprobar si se encuentra en el intervalo requerido.
6. Quitar la presión y comprobrar que el reloj vuelve al cero.
7. Si la presión no es correcta, girar el vástago y volver a comprobar, repetir la operación tantas veces como sea necesario hasta conseguir la presión deseada.

Nota: Cuando se acorta la distancia la presión aumenta y cuando se alarga disminuye.


El funcionamiento de un motor con la válvula del turbo mal calibrada puede originar pérdida de potencia o graves averías en el motor.


Averías

Exceso de junta liquida



Motivo: El exceso de junta líquida en la entrada de aceite, ha provocado que está entre en el conducto del aceite, taponando el agujero de engrase del cojinete de empuje.

Revisar: Eliminar la junta líquida y no volverla a usar.
Síntomas: El turbo se rompe al faltar el engrase, y pierde aceite.

Observaciones: El uso de juntas líquidas está completamente prohibido, ya que en la entrada de aceite al apretar la pletina pasa al interior del turbo, obstruyendo alguno de los orificios de engrase, y en el escape formando una película que obstruye la salida del aceite.

Exceso de temperatura



Motivo: Altas temperaturas en el eje, hacen hervir el aceite y lo carbonizan. Este exceso de temperatura se suele deber a un exceso de revoluciones del rotor del turbo.

Revisar: el aceite, comprobar que la viscosidad y el tipo de aceite es el adecuado para nuestras condiciones de trabajo. Comprobar también que no esta contaminado con agua o combustible y que no se le han añadido aditivos que lo descompongan.

Observaciones: Tenga en cuenta que el exceso de revoluciones, se puede deber a diferentes causas. El turbo puede no ser el adecuado a nuestra aplicación. Se ha modificado el paso de la caracola de escape, poniendo uno más pequeño, por ejemplo de 0.86 a 0.64. La válvula del turbo no funciona y no corta el soplo a tiempo produciendo un exceso de soplo y revoluciones. En el caso de que el turbo tenga refrigeración líquida esta no funciona.

Exceso de temperatura



Motivo: El exceso de revoluciones, provoca que la cabeza de la turbina se caliente por encima de la temperatura para la que ha sido diseñada, puediendo llegar a perder la punta de los álabes.

Revisar: Revisar que el turbo sea el adecuado a nuestra aplicación. Revisar si se ha modificado el paso de la caracola de escape. Revisar si la válvula del turbo no funciona y no corta el soplo a tiempo produciendo un exceso de soplo y revoluciones.

Observaciones: En estos casos la turbina presenta y color anaranjado y en algunos caso llega a perder la punta de los álabes. Para distinguir esta rotura de la producida por ingestión de un objeto extraño, hay que tener en cuenta que en este caso la rotura es simétrica y las zonas de rotura aparecen como derretidas, en cambio en el caso de la ingestión de un objeto extraño la rotura es asimétrica y los puntos de rotura aparecen doblados y con filos cortantes.

Exceso de temperatura en el escape



Motivo: Inyección fuera de punto, obstrucción del filtro del aire o el intercooler.

Revisar: La inyección, el filtro del aire, el interccoler o los conductos.

Síntomas: El motor se calienta, pierde portencia y aumneta el consumo.

Observaciones: El exceso de calor en el escape produce el agrietamiento y la deformación de la caracola de escape, esto puede provocar que se suelten partículas que al golpear el eje lo rompan, o que al deformarse el interior de la caracola donde va alojada la turbina esta roze, y se destruya ( no olvidar que el rotor puede llegar a 200.000 r.p.m. ).

Falta de engrase



Motivo: Varias pueden ser las causas, falta de aceite en el motor por avería ( rotura del carter, falta de mantenimiento, etc... ), rotura u obstrucción del latiguillo que envia el aceite al turbo, mala colocación de las juntas, que obstruyan la entrada de aceite, uso de juntas líquidas que al solidificarse obstruyen la entrada de aceite ( el uso de estas está prohibido, y además invalida la garantía ). La contaminación química que no es visible también produce estas averías ( la más común, es la mezcla de agua o combustible con el aceite ).

Revisar: Lo primero que el nivel y estado de viscosidad del aceite es el adecuado, los latiguillos de entrada y aceite al turbo, y el estado y colocación de las juntas, y que la bomba de aceite funciona y proporciona la presión adecuada. También que no hay alguna rotura en las conducciones del agua que se comuniquen con el aceite.

Síntomas: El motor pierde potencia y produce humo negro, el turbo puede hacer bastante ruido y al rozar la turbina sobre el escape está puede ponerse al rojo.

Observaciones: Al fallar la bomba de aceite, faltar lubricación o disminuir la viscosidad del aceite, lo primero que falla es el turbo, que es la parte mas delicada del motor, no olvidemos que los últimos turbos de turismos llegan a las 200.000 r.p.m., lo que supone la destrución del turbo sino no tiene

Impurezas en el aceite



Motivo: Partículas sólidas en el aceite (carbonilla, viruta metálica, restos de juntas líquidas solidificadas, etc...

Revisar: El aceite, el filtro de aceite, los conductos del aceite, el carter, comprobar si los latiguillos del aceite están obstruidos, tanto los de alimentación como los de retorno..

Observaciones: Esta avería puede producirse al estar el aceite contaminado, tanto por no haberse cambiado a tiempo, o por estar deteriorado tanto por ser de mala calidad como por haber trabajado en condiciones de temperatura para los que no ha sido diseñado. También se produce cuando hemos tenido una rotura en el motor y no hemos retirado del carter las virutas o restos metálicos de las piezas rotas. También en algunos motores el latiguillo de engrase del turbo, pasa muy cerca del colector de escape, con lo que el más ligero movimiento del latiguillo hace que este toque o este muy cerca del colector, con lo que el aceite se calienta mucho en ese punto, y llega a carbonizarse, obturando primero ligeramente el paso del aceite y llegando por fin a interrumpirlo completamente.

Ingestión de polvo, arena o sal por la admisión



Motivo: Un filtro roto, su ausencia , en mal estado, una abrazadera suelta o un manguito rajado, provocan la entrada de polvo, arena o sal ( de la esparcida en invierno para evitar el hielo ).

Revisar: El filtro, las mangueras, sus abrazaderas.

Síntomas: El motor pierde potencia y se calienta.
Observaciones: Seguir estrictamente las revisiones recomendadas por el fabricante.

Ingestión de un objeto extraño por el escape



Motivo: Entrada por la caracola de escape de un objeto extraño ( válvula, trozo de pistón, vástago de válvula, trozo de colector de escape, etc... )

Revisar: Las válvulas, asientos de las válvulas, pistones, colector de escape, etc....

Observaciones: Esta avería se produce al romperse una válvula o un pistón, también al desprenderse partículas de los tabiques interiores del colector, o si se ha soldado este sin tener las precaución de quitar la soldadura sobrante, que con la vibración del motor se desprende y golpea la turbina.

Ingestión de un objeto extraño por el escape



Motivo: Entrada por la caracola de escape del vástago de una válvula.

Revisar: Las válvulas y sus asientos.

Síntomas: Falta de potencia y fallos del motor.

Observaciones: Comprobar después de reparar el turbo y las válvulas, que ninguna partícula permanece en el colector de escape o en cualquier recoveco, y que pueda soltarse al volver a arrancar el motor y romper el turbo otra vez.

Ingestión de un objeto extraño por el escape



Motivo: Rotura de un pistón del motor.

Revisar: Los pistones y el colector de escape.

Síntomas: Falta de potencia, fallo del motor y pérdida de aceite. El colector de escape y la caracola de escape quedan tapizados de aluminio fundido.

Observaciones: Al mismo tiempo que se repara el motor y el turbo, hay que limpiar o reemplazar el colector de escape para que no quede ninguna partícula de aluminio. Si no eliminamos el aluminio del colector de escape al volver arrancar el motor y calentarse se fundirá y volverá a impactar contra la turbina de escape.

Ingestión de un objeto extraño por el escape



Motivo: Rotura de un pistón del motor.

Revisar: Los pistones y el colector de escape.

Síntomas: Falta de potencia, fallo del motor y pérdida de aceite. El colector de escape y la caracola de escape quedan tapizados de aluminio fundido.

Observaciones: Al mismo tiempo que se repara el motor y el turbo, hay que limpiar o reemplazar el colector de escape para que no quede ninguna partícula de aluminio. Si no eliminamos el aluminio del colector de escape al volver arrancar el motor y calentarse se fundirá y volverá a impactar contra la turbina de escape.

Ingestión de un objeto extraño por la admisión



Motivo: Entrada por la admisión de un objeto extraño grande ( arandela metálica, tuerca, etc... )

Revisar: El filtro de aire, los conductos de admisión, los manguitos y abrazaderas.

Observaciones: Esta avería se produce generalmente al cambiar el filtro del aire, algún tubo o el turbo y olvidar o perder alguna arandela o tuerca en los conductos de admisión. También puede producirse por estar alguna abrazadera suelta de los manguitos y producirse la aspiración de grava o similar de la carretera.

La válvula no actúa (turbos standar de válvulas de presión)



Motivo: Rotura del manguito que lleva la presión a la válvula

Revisar: Comprobar que el maguito no toca ninguna parte del motor ( si esta parte esta caliente deforma y rompe la manguera ) o que las abrazaderas que sostienen la manguera no han producido un corte en la misma.

Síntomas: El motor tiene más potencia a altas revoluciones ya que la válvula no corta el soplo del turbo ( Peligro de rotura del motor )

Observaciones: Esta rotura se produce al manipular el motor y no tener cuidado, también puede olvidarse colocar el manguito después de comprobar si la válvula funciona.

Listado de TODOS los turbos garret para BMW