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Turbo: técnica y rendimiento

Tema en 'BMW Serie 5 E-34 (1987 - 1996)' iniciado por Sebring, 3 Jun 2009.

  1. Sebring

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    Muy buenas.

    En junio de 2003 escribí este tema en el foro de Coches.net. En esa época tenía un Opel Astra Coupé Turbo y por motivos obvios estaba turbado :descojon:

    Seis años después lo recupero para todos vosotros, tal cual fue creado.

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    Turbo: técnica y rendimiento

    Unos conceptos que sin duda nos interesan a todos, tanto por utilización masiva en los coches actuales, como por practicidad en su utilización. Todo esto está extraído de diferentes web, junto a ciertas cosas cosecha de la casa.

    Básicamente, un motor está turboalimentado cuando mediante un turbocompresor se utiliza la presión de los gases de escape del motor para suministrar aire a presión a la admisión.

    Un turbo es una doble carcasa que contiene un eje que une dos turbinas. Una de ellas se mueve con los gases de escape y la otra se utiliza para comprimir el aire de admisión. El eje gira a muy altas velocidades, así que se requiere un engrase continuo.

    Esto supone un aprovechamiento mayor de la energía, pues la presión de los gases de escape viene determinada fundamentalmente por el régimen de giro del motor, y supone que los gases salen con una energía cinética que se va a perder, de no ser convertida en energía mecánica por la turbina de escape, energía mecánica que se aprovecha para la admisión si disponemos de turbocompresor. Con la turbina de admisión se favorece el llenado de los cilindros, mejorando el rendimiento en la combustión.

    Hay tres problemas básicos inherentes a la turbocompresión:

    * En principio supone una realimentación positiva: al pisar a fondo el acelerador, dejando respirar bien al motor, cuanto más gases de escape hay, con más presión salen, más deprisa gira el turbo y más presión de sobrealimentación tenemos. Más compresión, más potencia, más revoluciones, más gases de escape... entraríamos en un círculo vicioso. Esto es lo que causa que, a partir de una ciertas revoluciones, el turbo "entre", aumentando súbitamente la presión de sobrealimentación debido a este fenómeno. Presión que hay que controlar para mantener en un funcionamiento aceptable el sistema.

    Para ello se recurre a la válvula de descarga o "wastegate", que actúa abriendo el cuerpo de la turbina de escape de forma que no todos los gases pasen a través de ella, y aplicando así la necesaria realimentación negativa al sistema.

    La válvula está, en reposo, cerrada. Todos los gases de escape pasan por la turbina de escape, pero, como a ésta hay que moverla, sus palas son mas o menos lisas y rectas, hay una salida al escape y a bajas revoluciones no hay mucho flujo de gases, el turbo no se mueve y no hay sobrealimentación. Al revolucionar el motor el turbo comienza a moverse. Hay demasiados gases de escape para que salgan ordenadamente del turbo, y crean una presión que hace moverse a la turbina. El turbo comienza a girar.

    La regulación se hace actuando sobre la válvula de descarga, de forma que cuando hay una determinada presión de soplado en la admisión se empieza a abrir, dejando pasar algunos gases de escape sin mover la turbina, con lo que ya no sube más la presión del turbo. A una cierta presión máxima según el motor se supone que estaría totalmente abierta (aunque nunca alcanza esa presión por la anterior apertura parcial de la válvula), pero, por si acaso, a una presión un poco mayor que la máxima tenemos en los tubos del intercooler el interruptor de seguridad que corta el encendido...

    El reglaje del punto de apertura de la válvula se hace actuando de forma mecánica sobre el vástago de esta, y permite por tanto regular la presión de soplado del turbo.

    * El aire comprimido por la turbina de admisión del turbo, como cualquier gas al ser comprimido, aumenta de temperatura, lo cual, a partir de cierto punto, disminuye el rendimiento del motor. Esto se soluciona colocando un intercooler, que no es más que un intercambiador de temperatura aire-aire que enfría mediante el aire a temperatura ambiente que entra al capó el aire ya comprimido por el turbo antes de pasárselo al motor.

    El turbo gira a muy altas velocidades, sobre 120.000 r.p.m. No hace falta decir, por tanto, que la lubricación de los cojinetes del turbo es vital para la vida de éste.

    * Dejar el motor al ralentí unos momentos.

    Las bajas tolerancias de los cojinetes del turbo están diseñadas para permitirlo girar a sus altas velocidades cuando el conjunto eje/cojinetes están a su temperatura de trabajo. Cuando se arranca el motor, el aceite tarda algún tiempo en llegar y lubricar correctamente el turbo. Y además, las altas temperaturas que puede soportar la carcasa del turbo no deberían ser alcanzadas bruscamente (riesgo de choque térmico y agrietamiento).

    Ese es el motivo para dejar calentar el motor antes de utilizar el turbo.

    Cuando se va a parar el coche, especialmente si se ha estado usando el turbo a fondo anteriormente (en una autopista y se para a echar combustible, por ejemplo), el turbo está a muy altas temperaturas. Si se para el motor y se lo deja enfriar, el aceite que queda contenido dentro del turbo se quemaría, creando depósitos sólidos en los cojinetes que acortarían su vida. Y por supuesto si se para el motor muy rápidamente, incluso el turbo podría estar aún girando, y al quedarse de repente sin lubricación, los cojinetes realmente sufrirían.

    Esto es por lo que debe dejarse el motor al ralentí un momento antes de parar el motor.

    ***Addenda.- El intercooler.

    El intercooler es un radiador de aire que mejora notablemente el rendimiento de los motores turboalimentados (Diesel u Otto).

    A raíz de la precompresión en el turbocompresor, el aire se calienta intensamente y se expande, con la consecuencia de una reducción de la masa de aire por cilindro y por lo tanto también su contenido de oxígeno. Esto surte efectos negativos sobre la combustión. La solución es enfriar el aire antes de que llegue al cilindro, haciéndolo pasar a través de un radiador de aire (se consigue refrigerar el aire aproximadamente un 40% desde 100°-105° hasta 60°-65°).

    El resultado es una notable mejora de la potencia y del par motor gracias al aumento de la masa de aire (aproximadamente del 25% al 30%). Además se reduce el consumo y la contaminación.

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    El tema en el que fue originalmente publicado es el siguiente, por si tenéis curiosidad de leer el debate de entonces:

    Turbo : técnica y rendimiento - Foros de Debates de Coches

    ;-)
     
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  2. IUBMW

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    Ademas fue pole :dan:
    P.D lo leí hace tiempo y me encantó :yawinkle
     
  3. The Skerpia

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    Muy buen aporte Sebring. Todo muy clarito, gracias.
     
  4. Manol

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    Excelente aportación. =D=
    Anotado en la base de datos. :yawinkle
     
  5. Addictive Sound

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    Si señor muy bien explicado muchas gracias
     
  6. BLACK 530D

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    Lo que yo decía !! UN CRACK !!
     
  7. Izanhut

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    Una gran aportacion.
     
  8. Viya

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    Gran apunte/tutorial. Fácil de leer y muy instructivo.
    Gracias compañero.
     
  9. EL NINJA

    EL NINJA Hay vida mas allá de las 8000 RPM , Rotary Power Miembro del Club

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    Yo tuve un Astra Coupe Turbo de los ultimos, el de 200 CV.
    Lo tenias trucado el bicho, que le tenias hecho?
     
  10. otorre

    otorre Forista Legendario Miembro del Club

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    Gracias por el tutorial

    Y que siempre tenéis que estar pensando en lo mismo[-(
     
  11. Sebring

    Sebring Forista

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    Igual que el mio. A nivel de motor estaba de serie (215 CV/300 Nm dio en el banco de potencia del antiguo CDV de Madrid); pero si, llevaba algunas cosas made by Sebring (nada tuning, que os veo venir xDD) aunque este no es el sitio apropiado para comentarlas ;-)
     
  12. otorre

    otorre Forista Legendario Miembro del Club

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    No me extraña que ahora digas que el tds no anda y que está roto:descojon:
     
  13. franco

    franco En Practicas

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    Muy bueno, todo muy bien explicado y muy facil de entender. Felicidades!!
     

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