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INTERCOOLER, COMMON RAIL Y TURBO COMPRESOR

 

TURBOCOMPRESOR

http://www.granadaracingclub.com/attachment.php?attachmentid=3548&stc=1&d=1257466960Unturbocompresor es un sistema de sobrealimentación que usa una turbina para comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión interna, En algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles depende de la cilindrada del motor. Como un motor con turbocompresor tiene una mayor potencia máxima para una cilindrada dada, estos modelos pagan menos impuestos que los que no tienen turbocompresor.

Funcionamiento

El funcionamiento de un turbocompresor consiste en una turbina movida por los gases de escape de un motor de explosión, en cuyo eje se fija solidariamente un compresor centrífugo que toma el aire a presión atmosférica después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en los cilindros a mayor presión que la atmosférica. Este aumento de la presión consigue introducir en el cilindro una mayor cantidad de oxigeno que el volumen normal que el cilindro aspiraría a presión atmosférica, obteniendo el motor más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente, para las mismas cantidades de combustible.

Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar (21,75 psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bar. Dependiendo de si el motor es gasolina o Diésel

Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de escape, este sistema resta menos potencia al motor cuando el turbocompresor está trabajando, si provoca pérdidas fuera del rango de trabajo del turbo, a diferencia de otros, como los sistemas con compresor mecánico (sistemas en los que el compresor es accionado por una polea conectada al cigüeñal).







 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tipos de Motores con uso de Turbocompresor

Diésel

En los motores diésel el turbocompresor está más difundido debido a que un motor diésel trabaja por autoencendido; es decir, el combustible se enciende espontáneamente al aumentar la temperatura del mismo. Esta temperatura es lograda por el aumento de la presión de la carga de aire en el cilindro durante la fase de compresión y, al alcanzarse la más alta temperatura de la carga de aire, el gasóleo es inyectado, haciendo combustión espontáneamente, obviando el sistema de encendido. Al aumentar el volumen de la carga de aire durante el ciclo de admisión mediante el uso de un turbocompresor, se logra aumentar considerablemente el rendimiento del motor así como su capacidad de respuesta.

Gasolina

En los motores a gasolina/nafteros, el combustible se inyecta en el paso entre el turbocompresor y la cámara de combustión (múltiple de admisión)o directamente en la cámara si es inyección directa.

En los motores a gasolina/nafteros, se debe reducir la relación de compresión para evitar el autoencendido. Esto produce una disminución del rendimiento que se compensa con la presión de aire extra que entra dentro la cámara de compresión con la cual el motor desarrolla mucha más potencia que un motor atmosférico a idénticas condiciones. Por ejemplo un motor atmosférico convencional de 2000cc desarrolla alrededor de 150cv, un motor 2000cc turbo convencional desarrolla alrededor de 250cv.

Los motores a gasolina/nafteros incorporan una válvula de “mariposa” accionada por el acelerador, o eléctricamente o mecánicamente por un cable, la cual regula la cantidad de aire que entra en el motor y esto es la base para calcular la mezcla combustible/aire a inyectar en los cilindros.

Es muy recomendable la utilización de una válvula adicional llamada “blow-off” entre el turbocompresor y la válvula de “mariposa” de la admisión. Al cerrar la mariposa de forma repentina se crea un aumento de presión llamadagolpe de ariete, este se desplaza por los tubos buscando una salida, si no la hay esta presión intenta retroceder por el turbo provocando una reducción de su velocidad de giro y una reducción del caudal de aire aportado; estos factores llevan al turbocompresor a un área de trabajo inestable conocida como “surge”, que, de no ser evitada provoca sobresfuerzos al turbocompresor. Para evitarla, la blow-off libera parte de la presión proveniente del turbocompresor. Las blow-off pueden recircular el exceso de presión a la entrada de la admisión (en este caso se llaman válvulas wastegate,”diverter” o “desviadora”) y válvulas blow-off propiamente dichas, que descargan la presión al exterior produciendo un sonido característico. Las válvulas blow-off normalmente funcionan por depresión del motor cuando tenemos el acelerador sin presionar es decir la válvula de “mariposa” cerrada o parcialmente cerrada.

link:http://www.youtube.com/watch?v=t-XFNWyPQoQ


INTERCOOLER

INTERCOOLER o INTERCAMBIADOR DE FRIO CALOR
Algunos vehículos con turbocompresor llevan un intercambiador de aire que es una especie de radiador de aire llamado intercooler aire-aire (el más usado), o también existe el intercooler aire-agua (refrigerado por agua). 
El enfriamiento del aire después que salió del compresor tiene ventajas evidentes porque aumenta el rendimiento energético (hasta un 20%) y reduce el desgaste del motor. 
El aumento energético se produce por el enfriamiento de la mezcla de aire y combustible hace que ésta sea más densa, así entra más cantidad en el cilindro y produce mayor potencia. 
La reducción del desgaste del motor se debe a que la combustión de la mezcla es a menor temperatura con lo que hace menos probable que se quemen las válvulas y así se reduzca la temperatura del motor. 
Como el intercooler hace más densa la mezcla también reduce la presión de ésta en el múltiple de admisión esto es una desventaja y también una ventaja, porque al reducir la presión se consigue que el trabajo del motor una vez que entra al cilindro se reduzca y contribuye a evitar la detonación por lo que se le puede dar más presión al turbo; aunque por la reducción de presión en el múltiple de admisión produce que la presión de los gases de escape también sea menor con lo cual hay menos energía para mover la turbina, aun así el intercooler ayuda a generar más potencia.

Link del funcionamiento: http://www.youtube.com/watch?v=U43jY0eXfWk

 

COMMON RAIL

El sistema de common-rail o conducto común es un sistema de inyección de combustible electrónico para motores diésel de inyección directa en el que el gasóleo aspirado directamente del depósito de combustible a una bomba de alta presión y ésta a su vez lo envía a un conducto común para todos los inyectores y por alta presión al cilindro. En 1998 recibió el Premio “Paul Pietsch Preis” para Bosch y Fiat por el sistema Common Rail como innovación técnica para el futuro.

Este sistema fue desarrollado por el grupo industrial italiano Fiat Group, en el Centro Ricerche Fiat en colaboración con Magneti Marelli, filial del grupo especializada en componentes automoviliísticos y electrónicos. La industrialización la llevó a cabo Bosch. El primer vehículo del mundo en equipar este sistema fue el Alfa Romeo 156con motor JTD en 1997

La idea esencial que rige el diseño es lograr una pulverización mucho mayor que la obtenida en los sistemas de bomba inyectora anteriores, para optimizar el proceso de inflamación espontánea de la mezcla que se forma en la cámara al inyectar el gasoil, principio básico del ciclo Diesel. Para ello se recurre a hacer unos orificios mucho más pequeños ,dispuestos radialmente en la punta del inyector (tobera), compensando esta pequeña sección de paso con una presión mucho mayor.

Es esencialmente igual a la inyección multipunto de un motor de gasolina, en la que también hay un conducto común para todos los inyectores, con la diferencia de que en los motores diésel se trabaja a una presión mucho más alta

El gasoil almacenado en el depósito de combustible a baja presión es aspirado por una bomba de transferencia accionada eléctricamente y enviado a una segunda bomba, en este caso, de alta presión que inyecta el combustible a presiones que pueden variar desde unos 300 bar hasta entre 1500 y 2000 bar al cilindro, según las condiciones de funcionamiento.

La bomba de transferencia puede ir montada en la propia bomba de alta presión, accionada por el mecanismo de distribución y sobre todo en el interior del depósito de combustible. El conducto común es una tubería o “rampa” de la que parte una ramificación de tuberías para cada inyector de cada cilindro.

La principal ventaja de este sistema es que nos permite controlar electrónicamente el suministro de combustible permitiéndonos así realizar hasta 5 pre-inyecciones antes de la inyección principal con lo que conseguimos preparar la mezcla para una óptima combustión. Esto genera un nivel sonoro mucho más bajo y un mejor rendimiento del motor.

Link de ampliación: http://www.youtube.com/watch?v=5dx3tNcc0-Y

Para las sucesivas partes seguir desde el enlace.

 

 

 

Paginas utilizadas:

http://www.tallervirtual.com/2008/04/08/el-common-rail/

http://es.wikipedia.org/wiki/Common-rail

http://www.copartes.com/foros/articulo/90/que-es-y-como-funciona-un-intercooler%3F

http://www.granadaracingclub.com/showthread.php?t=1567