Composición y principio de funcionamiento del turbocompresor de gases de escape
El principio de funcionamiento del turbocompresor de gases de escape: el turbocompresor de gases de escape utiliza los gases de escape descargados del motor para lograr una sobrealimentación.
El sobrealimentador no tiene conexión mecánica con el motor y es impulsado por los gases de escape del motor para impulsar la turbina. La ventaja es que la eficiencia de sobrealimentación es mayor que la de un sistema sobrealimentado, pero en comparación con un sistema sobrealimentado, el efecto de sobrealimentación va por detrás de la apertura del acelerador.
Componentes estructurales del turbocompresor de gases de escape
El turbocompresor de gases de escape está compuesto principalmente por una turbina y un compresor. Los gases de escape del motor se introducen en la turbina y la energía de los gases de escape se utiliza para hacer girar la turbina, impulsando así el compresor coaxial con la turbina para lograr la sobrealimentación. La entrada de la turbina está conectada al colector de escape del motor, la salida está conectada al tubo de escape; la entrada de aire del compresor está conectada al filtro de aire y la salida de aire está conectada al colector de admisión.
Turbina
Una turbina es un dispositivo que convierte la energía del escape del motor en trabajo mecánico. Consta de un anillo de tobera fijo, un impulsor giratorio y una carcasa de turbina. La combinación del anillo de boquilla y el impulsor se denomina etapa de turbina. En algunos turbocompresores pequeños, para reducir el volumen, el peso y simplificar la estructura, a menudo se elimina el anillo de la boquilla y la carcasa de la turbina tiene la función del anillo de la boquilla. Este tipo de carcasa de turbina se denomina carcasa de turbina sin aspas.
El impulsor de la turbina y la rueda de trabajo del compresor utilizan un eje giratorio para formar el rotor. El rotor está soportado por cojinetes radiales y cojinetes de empuje axiales. Dado que el rotor gira a alta velocidad, se debe verificar estrictamente su equilibrio dinámico y seleccionar razonablemente el tipo de cojinete para garantizar un funcionamiento confiable del turbocompresor.
Compresor
También llamado compresor centrífugo, consta de una entrada, una rueda de trabajo, un difusor y una voluta de salida. En un turbocompresor pequeño, la voluta de entrada y la voluta de salida están dispuestas en la misma carcasa, que se denomina carcasa de compresor. Los difusores se dividen en difusores de hojas y difusores sin hojas.
Cómo funciona el turbocompresor de gases de escape
El turbocompresor de gases de escape es en realidad un compresor de aire que comprime el aire para aumentar el volumen de aire de admisión. Utiliza el impulso inercial de los gases de escape descargados por el motor para empujar la turbina hacia la cámara de la turbina. La turbina impulsa el impulsor coaxial, que presuriza el aire enviado desde la tubería del filtro de aire y lo envía al cilindro. La presión y la densidad del aire que ingresa al cilindro aumentan, por lo que se puede quemar más combustible. La potencia del motor se puede aumentar aumentando la cantidad de combustible y ajustando la velocidad del motor en consecuencia.
Este tipo de motor utiliza la energía de los gases de escape descargados por el motor para impactar la turbina instalada en el sistema de escape, haciendo que gire a alta velocidad y haciendo que el compresor gire al mismo tiempo. El compresor comprime el aire de admisión, lo presuriza a la fuerza y luego lo envía al cilindro. Dado que la potencia del motor es proporcional al volumen de aire de admisión, se puede aumentar la potencia del motor. Los motores sobrealimentados modernos generalmente se refieren a motores turboalimentados.
Cuando una turbina está en funcionamiento, la presión interna es muy alta. Aunque el cuerpo de la turbina tiene un orificio para liberar gas a alta presión, todavía resulta algo insuficiente ante la sobrealimentación continua. El gas a alta presión se puede liberar rápidamente a través de la válvula de alivio de presión para la siguiente presurización. Esto no sólo protege el turbo, sino que también elimina parte del retraso del turbo.