nacimiento del motor turbo

Cuando se menciona que un auto tiene un motor turbo inmediatamente se le asocia a más potencia, pero por lo general se desconoce como es que funciona este tipo de motor.

Su historia comienza en 1905 cuando el ingeniero suizo Alfred Büchi recibió la patente sobre una máquina de combustión que consistía en un compresor (turbina compresor), un motor de pistones y una turbina de funcionamiento secuencial.

Su idea no consistía sólo en la precompresión del aire que entrada en el motor, sino en aprovechar también la energía cinética proveniente de los gases de escape a alta presión, que normalmente se desperdiciaba. De esta forma, él utilizaba los gases de escape que fluían después del proceso de combustión para mover una turbina que, a su vez, hacía funcionar un compresor con el que el aire de admisión se inyectaba a presión dentro del motor. Éste fue el nacimiento del turbocompresor.

Así nace el turbo compresor que hoy es altamente utilizada como una maquina pensada para aprovechar la energía de los gases de escape de un motor y usarla en la acción de comprimir el aire fresco del conducto de admisión de un motor de combustión. Se compone de una turbina, accionada por los gases de escape y un compresor que comprime los gases del conducto de admisión, unidos ambos por un eje que los hace girar solidarios.

Funciona gracias a que los gases de escape de salida del motor atraviesan una turbina, entrando por su zona radial y abandonándola por su zona axial. Estos gases sufren una expansión en la turbina, lo que acelera su velocidad y la pasan al rodete mediante el cambio de dirección que este les proporciona, de esta forma ceden la energía térmica que llevan y la transforma en energía cinética, haciendo girar al rodete de la turbina.

El rodete de la turbina, se encuentra unido por un eje a otro rodete, el cual realiza la función de compresor, aspirando aire por la zona central se descarga por la zona radial y se mandan al colector. La energía cinética que proporcionan los gases es la que se aprovecha para elevar la presión del aire que atraviesa el compresor.

Los motores con esta mecánica tienen la misión de mantener en el conducto de admisión, la presión de alimentación que se considere adecuada, para el funcionamiento del motor.

Aunque su nacimiento vino motivado por el descenso de presión en la alimentación de motores de aviación al elevar su altura de vuelo, actualmente se emplean mucho, para sobrealimentar motores de combustión, esto es alimentar al motor con una presión superior a la atmosférica, su rendimiento aumenta al disponer de mayor cantidad de mezcla en el mismo volumen de cilindrada.

Las ventajas de un motor “sobrealimentado” es que se experimentan los valores de potencia iguales a los registrados a la altura de uso sobre el nivel del mar, es decir, una mejor quema de combustible gracias a mayor oxigenación.

Así con un sistema de turbocompresión se puede aumentar la potencia máxima obtenida de un motor, sin tener que diseñar otro de mayor cilindrada, por lo que reduce los gastos de diseño.

Más Orientación: ¿Sabias que…?

Los primeros intentos de utilizar un turbocompresor en el automóvil se iniciaron a finales de los años 50, cuando el conocido “tiempo de respuesta del turbo” (el retraso que se producía entre la presión sobre el acelerador y lo que tardaba en responder el motor) suponía un reto insuperable para los ingenieros de desarrollo del momento.

Los ingenieros de Porsche fueron capaces de dar al motor esta relativamente armoniosa entrega de potencia, gracias a la hábil utilización de una válvula bypass. Y para reducir la respuesta del turbo, los ingenieros de desarrollo de Porsche usaron un pequeño turbocompresor que actuaba en menos tiempo y compensaba la falta de par.

El avance técnico más sobresaliente en el actual 911 Turbo, que llegó al mercado a principios de 2000, es el VarioCam Plus, un ingenioso sistema que reduce tanto el consumo de combustible, como las emisiones, y mejora el refinamiento del motor al mismo tiempo. Un beneficio añadido de esta tecnología superior es que optimiza la potencia y el par. El Turbo ahora desarrolla 420 hp a 6 mil rpm y alcanza una velocidad máxima de 305 km/h, con un consumo de combustible un 18% más bajo que en el modelo precedente.

El gran avance del VarioCam Plus es que combina dos conceptos de motor en uno, ajustando el árbol de levas para la fase de admisión y variando el recorrido de apertura de las válvulas según las necesidades, por medio del sistema Motronic de gestión del motor. Esto se traduce en una mayor economía de combustible y menores emisiones contaminantes, tanto cuando el motor funciona en vacío como bajo carga, y se combina con un elevado par y una potencia máxima garantizados por levas inflexibles que hacen un recorrido de válvulas de no más de 10 milímetros.