Después de algo de mercado y tecnología, esta semana Automático para tontos entra en detalles sobre uno de los componentes más utilizados en los motores de combustión interna modernos: el turbocompresor. Para los amigos simplemente "turbo", les presentamos este inevitable componente siguiendo el típico estilo anglosajón del 5W (Quién, Qué, Cuándo, Dónde, Por qué) adaptado para describir sus peculiaridades.
¿Quién inventó el "turbo"?
El turbocompresor es un componente mecánico nacido hace más de 100 años por el ingeniero suizo Alfred Büchi. Vivido a principios de la década de 900, este inventor estaba fascinado con la idea de aumentar la eficiencia de los motores de combustión, recién introducidos en los motores de vapor y tras los grandes éxitos automotrices de Ford al otro lado del océano.
La patente número 204630, recibida el 6 de noviembre de 1905 por el entonces departamento alemán de marcas y patentes, describía una "solución capaz de capturar el calor residual de la combustión a través de un compresor y una turbina axial ”conectados al mecanismo de producción de energía. La idea en sí era simple, incluso si en ese momento aún faltaban los materiales y las técnicas necesarias para aplicar esta tecnología.
LEA TAMBIÉN: ¿Cuál es la diferencia entre diesel y gasolina? | Automático para tontos
Siguieron otras patentes que integraron la idea del turbocompresor en los motores diésel recién nacidos y para aplicaciones distintas del sector de la automoción como naval, aeronáutica e industrial. En 1930 esta tecnología comenzó a aplicarse al mundo de la competiciones de coches y desde entonces el “turbo” siempre ha sido un punto de referencia para ampliar el potencial de los motores aprovechando al máximo la energía producida en la cámara de combustión.
¿Por qué tuvo éxito y cuáles son los beneficios?
El principio de funcionamiento de un motor de automóvil clásico es relativamente simple. Los enlaces químicos del combustible se pueden "romper" mediante una reacción llamada combustión. Para que este proceso se lleve a cabo se requiere un combustible adecuado (diesel, gasolina, gas…) y una sustancia, denominada comburente, capaz de realizar la transformación; el oxígeno presente en el aire es el adecuado para nosotros.
Así es como el motor aspira aire fresco del exterior, lo quema en condiciones controladas dentro de la cámara de combustión (la carcasa del pistón) y produce una mezcla explosiva capaz de mover todos los mecanismos presentes. Es fácil pensar que algo que se quema produce calor y, en el caso de un motor de automóvil de aspiración natural, yo gases residuales muy calientes se descargan directamente a la atmósfera.
LEA TAMBIÉN: Subviraje, sobreviraje y ayudas electrónicas a la conducción | Automático para tontos
Según los fundamentos de la física, entre todas las primeras leyes de la termodinámica, El calor es una forma de energía y como tal puede transformarse mediante soluciones adecuadas en trabajo mecánico. Si el mecanismo de cilindro-pistón principal es capaz de aprovechar las altas presiones para suministrar par a las ruedas, no puede decirse lo mismo de la recuperación de la energía residual en forma de calor de los gases quemados.
Aquí es donde entra en juego el turbocompresor y su capacidad para convertir el calor residual en el escape en energía mecánica adicional capaz de absorber y "empujar" un cantidad extra de aire fresco dentro del motor.
Cómo se produce la recuperación de energía
Parecerá mágico, pero esta conversión en particular es toda ciencia y tecnología. Los humos calientes expulsados del motor alcanzan temperaturas incluso más de 700 ° C y es una verdadera lástima perder la oportunidad de utilizarlos. Una vez que se descubrieron y abarataron los materiales capaces de soportar estas temperaturas, el paso para construir el turbocompresor fue corto.
Antes de ser liberados a la atmósfera, los gases calientes pasan a través de una turbina, dispositivo capaz de convertir la energía cinética (velocidad) y la entalpía (temperatura) del gas en energía mecánica capaz de hacer girar el impulsor de la turbina. Este impulsor no es más que una pequeña rueda especialmente diseñada dentro de un pergamino. El mecanismo de la turbina está conectado directamente a otro componente, mecánicamente similar, dijo compressore que funciona exactamente al revés.
LEA TAMBIÉN: Mejores SUV compactos y crossovers 2019 | Automático para tontos
Si la turbina transforma la energía de los gases calientes en "rotación", el compresor transforma la "rotación" de la turbina en presión - de ahí el término compresor - capaz de succionar aire a la fuerza externo. Más aire significa más posibilidades de quemar combustible y, por lo tanto, más potencia. Con la misma potencia del motor, el consumo ciertamente aumenta, sin embargo, esto se compensa con el hecho de que se escapa la abundante energía térmica que normalmente no se utiliza.
Donde se usa el turbo
Hoy escuchamos sobre la nostalgia por los nuevos motores de aspiración. turbodiésel e turbo-gasolina; hay libros completos, académicos o de otro tipo, que discuten el tema comparando las ventajas y desventajas de las diferentes soluciones; aquí nos limitamos a quitar el discurso.
Como te explicamos en un artículo reciente de Automático para tontos, el combustible diesel necesario para impulsar un motor diesel es menos valioso y refinado que una gasolina. No es casualidad que el turbocompresor tuviera un éxito increíble en el primero de los dos motores: en un diésel, de hecho, el mayor temperaturas y presiones producidos dentro de la cámara de combustión generan gases aún más calientes en el escape. La energía que se puede obtener es sin duda mayor y, una vez gastado dinero en fabricar los materiales robustos con los que se construye un diésel, el paso para acoplarlo todo a un turbocompresor es corto.
LEA TAMBIÉN: 10 cosas que no sabe sobre los coches | Automático para tontos
Sin embargo, a lo largo de la década de 900 se llegó a las más variadas soluciones, capaces de hacer este sistema competitivo y eficiente. Los modernos motores turbo-gasolina funcionan a la perfección y variantes como la sobrealimentación directa más "americana" -sin la ayuda del turbocompresor- dan siempre una gran satisfacción en términos de potencia, pecando en cambio por consumos y contaminantes.
Cuando terminará la era de la sobrealimentación
La sobrealimentación de un motor de combustión interna fue solo una de las primeras soluciones para aumentar la eficiencia de los sistemas de propulsión. Hoy podemos encontrar los más variados sistemas de recuperación de energía: desde el calor generado durante el frenado hasta el resorte de la suspensión.
Tras el desarrollo de los motores totalmente eléctricos, el mercado avanza constantemente hacia soluciones intermedias como el híbrido y si por un lado los puristas de la combustión se orientan hacia un motor capaz de combinar las ventajas del diésel y la gasolina, seguro que los más ambiciosos encontrarán sistemas interesantes como motores de baja cilindrada combinado con motores eléctricos y de sobrealimentación adecuadamente apoyados por innovadores sistemas de recarga de baterías.
LEA TAMBIÉN: Híbrido o eléctrico, ¿cuál es el mejor? | Automático para tontos
Un futuro incierto por descubrir pero que, gracias al ingenio de grandes técnicos e ingenieros, será sin duda más ecológico y, con suerte, apasionante para todos los amantes del mundo de los motores. En el próximo artículo de Auto for Dummies nos ocuparemos de las competiciones de coches más importantes e históricas: desde los primeros campeonatos de Fórmula 1, en el reunir hasta las nuevas y selectivas razas de Fórmula E.
[amazon_link asins = 'B01I3ANRFS, B0755TJWXC, B07CQF1XMX' template = 'ProductCarousel' store = 'gamspri02-21 ′ marketplace =' IT 'link_id =' 2ea17193-a203-4210-b531-bea2304345z6iesAuto Automotriz Turbovral DumimentafXNUMX ′ ¿Qué es el turbo y cómo funciona? Automático para tontos
