Turbocompresor de Geometría Variable

 

Turbocompresor de geometría variable

 

En los motores Diesel es habitual recurrir a la sobrealimentación para incrementar el rendimiento volumétrico del motor. Es decir, obtener mayores prestaciones del motor pero sin aumentar la cilindrada. Una forma de conseguir la sobrealimentación sobrealimentación es acoplando unquemados. turbocompresor al sistema de escape para aprovechar la energía cinética de los gases Esa energía se transmite a la zona de admisión del motor para comprimir los gases frescos. Al reducir el volumen de los gases frescos se consigue aumentar su densidad y la cantidad de oxígeno en el interior del cilindro. Lo que permite incrementar la cantidad de combustible que puede quemarse. El turbocompresor necesita un determinado caudal de gases de escape para iniciar su funcionamiento, que está en función del tamaño de las turbinas. Si se utiliza turbinas grandes se consigue un gran rendimiento del motor, pero a cambio la respuesta es muy brusca. Es necesario un gran caudal de gases quemados para que la turbina gire a la velocidad adecuada. En este caso el efecto del turbocompresor aparece aparece de golpe cuando el motor está girando en la zona media. Con turbinas más pequeñas, el efecto se empieza a notar a un número menor de revoluciones pero el caudal impulsado de gases frescos no es tan grande. El rendimiento conseguido en el motor no es tan elevado, ya que es necesario evitar una excesiva velocidad de giro en la turbina. Para conseguir una adecuada sobrealimentación sobrealimentación a cualquier régimen de giro del motor se emplean los turbocompresores de geometría variable. Constitución Los turbocompresores de geometría variable variable se componen de los mismos elementos que un turbocompresor normal pero incluyendo una corona de álabes móviles en la turbina de escape. La posición de estos álabes está controlada por la presión en el conducto de escape. La corona de álabes está unida a una cápsula neumática por una varilla. La cápsula neumática está dividida en dos cámaras por una membrana. La cámara superior está unida al conducto de escape antes de la turbina. La cámara inferior se mantiene a la presión atmosférica y dispone de un muelle de retorno para mantener los álabes en la posición más cerrada. Funcionamiento Cuando el motor gira a bajas revoluciones, el caudal y la velocidad de los gases de escape son reducidos. Para mover la turbina de escape es necesario que los gases dispongan de más velocidad y esto se consigue manteniendo la corona de álabes en la posición más cerrada. De esta forma, los gases tienen muy poca sección de paso y tienen que aumentar la velocidad para conseguir que salga todo el caudal. Los gases quemados chocan contra la turbina a mayor velocidad tangencial y consiguen hacerla girar más rápido. Los gases frescos son introducidos a presión al interior del motor a un menor número de revoluciones y de forma más progresiva.

 

Cuando el motor gira a altas revoluciones, la presión de los gases de escape aumenta, y llega hasta la cámara superior de la cápsula neumática. La presión desplaza la membrana que comprime el muelle y desplaza la corona de álabes hacia posiciones más abiertas. Los gases quemados tienen mayor sección de paso y su velocidad tangencial desciende. Los gases al chocar contra la turbina lo hacen con menor velocidad tangencial y las revoluciones de la turbina no se incrementan en exceso. La presión en la zona de admisión no crece tanto, ni lo hace de forma brusca. Ventajas Un turbocompresor de geometría variable consigue un funcionamiento progresivo de un motor sobrealimentado. sobrealimentado. A diferencia de los primeros motores dotados de sobrealimentación con turbocompresor, el comportamiento ha dejado de ser brusco para conseguir una curva de potencia muy progresiva con gran cantidad de par desde muy pocas vueltas y mantenido durante una amplia zona. Un motor provisto con un turbocompr turbocompresor esor de geometría variable se caracteriza por una enérgica entrega de potencia pero con una gran progresividad. Además de facilitar la conducción al disponer de gran cantidad de par durante un amplio margen de revoluciones. El inconveniente que presenta este sistema es su mayor complejidad, y por tanto, precio con respecto a un turbocompresor convencional.