Hubo un tiempo en que los turbocompresores eran piezas comunes del mercado de accesorios para mejorar la eficiencia y el consumo de combustible en un vehículo. Hoy en día, los turbos se han convertido en componentes básicos en muchos compartimentos de motores listos para usar en fábrica. De todos modos, encontrar el turbo adecuado para un automóvil, camión, barco o maquinaria pesada puede resultar complicado para los consumidores inexpertos. Afortunadamente, esta guía sobre cómo comprar el turbocompresor adecuado puede resultar útil. Vea cómo el flujo de aire, la presión del colector, la aplicación del vehículo, los motores monoturbo y biturbo y los tipos de turbocompresores son factores importantes para encontrar el turbo adecuado para su vehículo.
Flujo de aire constante
El componente principal de cada turbocompresor es un flujo de aire constante a través de una rueda de compresor por un lado y la turbina por el otro. Un cartucho central descansa entre los dos a lo largo de un eje común con cojinetes de soporte que se conectan a las ruedas. Las entradas y salidas hacen circular aire a través de la cámara del compresor hacia el colector de admisión. Desde allí, las culatas bombean verticalmente y crean una contrapresión que hace girar la rueda de la turbina. Los gases restantes salen por el escape. Si bien este proceso es efectivo para prácticamente todos los turbocompresores, verifique si hay algún problema o movimiento retrasado al comprar el suyo. Cualquier parada o inconsistencia con el flujo de aire podría provocar sobrecalentamiento y otros problemas de rendimiento.
Presión en el colector
Probablemente el requisito más complejo del turbocompresor es la presión del colector debido a sus numerosas variables. Considere la velocidad máxima del motor, así como la eficiencia volumétrica, la temperatura del aire y el tamaño del motor. Un intercooler ayuda a reducir la temperatura interior lo que, a su vez, reduce el combustible necesario para la presión de sobrealimentación. La eficiencia volumétrica también ayuda a determinar las presiones resultantes del colector. Es el porcentaje basado en la proporción de aire que fluye a través del motor. Por ejemplo, una eficiencia volumétrica (VE) del 90% del aire fluye a través del turbocompresor mientras que el 10% del aire queda sin capturar.
Parte de lo que alimenta esta ineficiencia del aire es la descarga del compresor, la presión de entrada del compresor y la relación de presión. La presión entre la salida del compresor y el colector de admisión se puede calcular sumando el MAPreq (40,47 psi) con 1 psi o, en otras palabras, sumando el MAPreq y la presión perdida entre el turbo y el colector de admisión. La presión de entrada del compresor es la presión ambiental resultante menos la pérdida por las restricciones de entrada. Ambos son importantes para encontrar la relación de presión, que es la descarga del compresor dividida por la presión de entrada del compresor. La relación correcta contribuye a la contrapresión del escape, el carrete y la carcasa del escape en los automóviles. Una vez que haya encontrado la relación, puede utilizar estas métricas para encontrar el mejor turbo para su motor.
Coincidencia para la aplicación del vehículo
Después de calcular las métricas de rendimiento del turbocompresor, debe hacer coincidir una con la aplicación de su vehículo. Ciertos automóviles requieren respuestas de impulso específicas que sólo proporcionan los turbos más pequeños. Otras veces, los camiones o la maquinaria pesada requieren turbos más grandes para obtener un mayor rendimiento. Los vehículos de carreras necesitan velocidades rápidas y máxima eficiencia energética para un rendimiento de primer nivel. Otro consejo a tener en cuenta es hacer coincidir el turbo por tipo de combustible. Los tipos de combustible específicos se combinan con diferentes turbos, lo que da como resultado una compresión óptima y al mismo tiempo reduce las temperaturas de escape.
Aplicaciones de turbo simple versus doble
La compra del turbocompresor adecuado también depende de las aplicaciones con uno o dos turbos. Cualquiera de los tipos tiene su propia eficiencia energética y potencia a tener en cuenta. El espacio del motor puede afectar la elección del turbo para esa operación. Por ejemplo, los motores más pequeños pueden requerir componentes de un solo turbo para adaptarse al espacio. No obstante, decida qué turbo se adapta mejor a su presupuesto y características espaciales. Además, considere la potencia y la cilindrada que suministra el motor en función de la suma de las entradas objetivo.
Tipos de turbocompresores
Dicho todo esto, hay tres tipos principales de turbocompresores que debes conocer: de flujo axial, de flujo radial y de gases de escape. Cada uno de estos tiene sus propias ventajas y desventajas en cuanto a potencia y rendimiento de combustible en ciertos vehículos.
Flujo axial
Los turbocompresores de flujo axial hacen pasar el combustible a través de la turbina en dirección axial. Esto expande el turbo para hacer girar el compresor. Utilizando una serie de ventiladores compresores axiales, el turbo comprime el aire en espacios más pequeños, lo que genera un mayor flujo de aire. Si bien son comunes en aplicaciones grandes, como aviones o maquinaria pesada, los turbos de flujo axial se han vuelto cada vez más comunes en los automóviles debido a que no cuentan con un intercooler. Los turbos de flujo axial tienen mejores relaciones de presión de aire (3:1) que los turbos de flujo radial, pero suelen ser más pesados y más caros.
Flujo Radial
Alternativamente, los turbos de flujo radial, también conocidos como turbocompresores centrífugos, fuerzan el ingreso de aire al sistema de admisión desde un impulsor mientras emiten aire a través de una bomba de espiral. La bomba scroll expande el compresor con aire que se mueve lentamente y aumenta gradualmente la presión. Los turbos radiales actúan de manera similar a los sobrealimentadores sin engranajes ni correas intensificadores. Gracias a la baja presión a bajas revoluciones, los turbos de flujo radial son compactos y actúan incluso cuando el motor no produce presión de sobrealimentación. Estos tipos de turbocompresores se instalan fácilmente en los compartimentos del motor debido a su tamaño compacto. A diferencia de los turbos de flujo axial, estos normalmente requieren un intercooler para reducir las temperaturas de compresión y de los gases de escape. Si bien su relación de presión de aire es relativamente menor que el flujo axial (1,5:1 o 1,7:1), también cuestan menos y son más livianos.
Escape de gas
Finalmente, los turbos de gases de escape reciclan los gases que normalmente se emiten por el escape y los devuelven al compresor para alimentar la turbina. A medida que el turbo aspira aire hacia el compresor, circula por todo el motor en lugar de emitirlo al exterior. Naturalmente, este proceso reduce las emisiones de gases y se considera más sostenible que otros tipos de turbocompresores. Además, este proceso aumenta la eficiencia volumétrica al tiempo que reduce la cantidad de aire no utilizado que se libera a la atmósfera.
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