Fundamentos y Tipos de Compresores y Turbocompresores Automotrices

Clasificación y Funcionamiento de Compresores

1. Tipos de Compresores según su Forma de Comprimir los Gases

• Compresores Volumétricos: Estos compresores aumentan la presión del gas al reducir su volumen.
  • Ejemplo: Compresores de desplazamiento positivo.
• Compresores Dinámicos: La compresión se logra a través de la aceleración del gas y la posterior desaceleración, lo que incrementa su presión.
  • Compresores centrífugos.
  • Compresores axiales.

2. Tipos de Compresores según su Sistema de Accionamiento

• Compresores Mecánicos: Son accionados por un motor, generalmente de combustión interna o eléctrico.
  • Ejemplo: Compresores de pistón, tornillo o palas.
• Compresores Eléctricos: Se accionan mediante un motor eléctrico.
• Compresores a Gas: Son impulsados por gases a alta presión que se expanden para mover el compresor.

Componentes y Sistemas Clave del Turbocompresor

3. Compresor de Geometría Variable (VGT o VNT)

Un compresor de geometría variable (VGT o VNT) tiene la capacidad de ajustar la geometría del sistema de turbina según las condiciones de funcionamiento.

Componentes Principales:

• Carcasa de la Turbina: Contiene los álabes de la turbina.
• Álabes de la Turbina Ajustables: Los álabes se inclinan según la carga y la velocidad del motor.
• Actuador: Controla la posición de los álabes de la turbina para variar la geometría.
• Válvula de Control: Regula el flujo de aire hacia los álabes ajustables.

4. Válvula de Descarga (Wastegate)

La válvula de descarga en un turbocompresor se activa cuando la presión dentro del sistema de admisión es excesiva. Su función es liberar parte de la presión para evitar daños al motor o al sistema de compresión. Se abre rápidamente y por completo cuando la presión alcanza un punto crítico.

5. Válvula de Alivio (Blow-off Valve)

La válvula de alivio se utiliza para evitar que la presión en el sistema de admisión alcance niveles peligrosos, lo cual podría dañar componentes. En un turbocompresor, si la presión de sobrealimentación excede los límites seguros, la válvula se abre automáticamente gradualmente para liberar el exceso de presión, asegurando que el sistema funcione en parámetros normales.

6. Overboost: Presión Excesiva en el Sistema

El Overboost es una condición en la que el turbocompresor genera una presión excesiva en el sistema. Puede ocurrir cuando:

• El controlador de presión no regula adecuadamente el flujo de aire.
• El sistema de control del turbo falla, haciendo que el compresor trabaje por encima de los niveles establecidos.
• En algunas situaciones, como un mal funcionamiento del sensor de presión o un fallo en la válvula de descarga, la presión de sobrealimentación puede superar los límites seguros.

7. Disposición de Turbocompresores

Existen diferentes configuraciones para el uso de múltiples turbocompresores:

• Paralelo: Varios turbos trabajan al mismo tiempo, mejorando el flujo de aire y el rendimiento general.
• En Serie: Los turbos se activan en distintas etapas del régimen del motor, ampliando el rango de compresión efectiva.
• Doble Turbo (Twin-Turbo): Utiliza un turbo pequeño para bajas revoluciones y uno grande para altas, optimizando el rendimiento en todo el rango de operación.

8. Intercambiador de Calor (Intercooler)

El intercambiador de calor (o intercooler) es un dispositivo que reduce la temperatura del aire comprimido después de que ha pasado por el turbocompresor. El aire caliente, al ser comprimido por el turbo, aumenta su temperatura, lo que reduce la densidad y la cantidad de oxígeno disponible. El intercooler enfría el aire, aumentando su densidad y, por ende, la eficiencia del motor.

Mantenimiento y Diagnóstico del Turbocompresor

9. Comprobaciones sin Desmontar el Turbo

• Revisar visualmente fugas de aceite o aire.
• Medir la presión de sobrealimentación.
• Escuchar ruidos anormales.
• Verificar el funcionamiento de la válvula de descarga.

10. Comprobaciones con el Turbo Desmontado

• Inspeccionar álabes por desgaste o daños.
• Revisar el estado de los rodamientos.
• Comprobar la carcasa por fisuras.
• Verificar el sistema de sellado para evitar fugas de aceite.

Innovación: El Turbocompresor Eléctrico

11. Características del Turbocompresor Eléctrico

• Accionamiento Eléctrico: Funciona con un motor eléctrico en lugar de depender de los gases de escape.
• Respuesta Rápida: Mejora la respuesta a bajas revoluciones del motor.
• Mayor Eficiencia: Aumenta la cantidad de aire sin depender del escape, mejorando el rendimiento general del motor.
• Control Preciso: Permite regular con mayor exactitud la presión de sobrealimentación.