Mantención Sobrealimentadores

La Sobrealimentación

Los aparatos de sobrealimentación para motores de combustión interna, elevan por compresión la cantidad de aire necesaria para la combustión del combustible manteniendo constante la cilindrada y el número de revoluciones del motor con la cual facilitan una mayor densidad de potencia.

Los aparatos de sobrealimentación para motores de combustión se denominan generalmente compresores y estos se distinguen entre:

-Compresores mecánicos.

-Turbocompresor de gases de escape.

-Compresor de onda de presión.

¿De dónde se obtiene la potencia?

- Compresores mecánicos: estos tipos de compresores obtienen la potencia del mismo cigüeñal del motor.

- Turbocompresores: estos obtienen la potencia de los gases de escape del motor.

- Compresores de onda: la potencia se obtiene de los gases de escape mediante un aparato de transmisión mecánica.

Turbocompresor

El turbocompresor esta conformado por 3 partes:

-la turbina

-cojinete o central

-el compresor.

Funcionamiento del turbo compresor

Los gases de escape al salir muy rápido hacen que giren los alabes de la turbina a elevadas velocidades y el eje central gira el compresor (los alabes de la turbina y los del compresor giran dentro e una carcasa).

Por el cuerpo de la turbina los gases de escape entran tangencialmente y circulan por un pasaje circular que se estrecha progresivamente y van hacia el centro al rodete de alabes de la turbina, los gases al chocar con los alabes hacen girar la turbina, cambian la dirección a 90º y salen por el centro al tubo de escape.

Para que el turbo funcione perfectamente no debe sobrepasar ciertos valores de sobrepresión, que oscilan entre 0.4 y 0.7 bares, de modo que es necesario la válvula de seguridad que controle la presión máxima para la que el motor esta diseñada, esta válvula denominada “waste gate” desvía las presiones de los conductos cuando sobrepasa lo establecido.

Cuando se produce la sobrealimentación al saltar la chispa la temperatura y la presión aumenta considerablemente por lo tanto un motor sobrealimentado debe tener una RC menor a la de un motor atmosférico, respecto a la lentitud de respuesta del turbo se tiene en cuenta que la presión de sobrealimentación resulta prácticamente proporcional a su régimen de giro, mayor caudal y también mayor valor de sobrepresión.

El aumento de calor es consecuencia de la altas temperaturas que se alcanza en la cámara de combustión, los gases de escape salen para los colectores con una temperatura cercana a los 1000ºC, estos gases acaban calentando los de adm. movidos por el compresor, esto se traduce en una dilatación del aire y perdida de oxigeno en una misma unidad de volumen, lo que hace que el excesivo calor de la mezcla en la cámara eleve la temperatura de funcionamiento del motor por lo que la refrigeración tradicional del mismo resulta insuficiente.

La solución para este problema llego con la adaptación de un sistema de refrigeración del aire de admisión, por medio de un radiador enfriador aire-aire, conocido como intercooler.

Esta refrigeración hace posible el uso continuado del turbo y dificulta enormemente la presencia de los efectos de detonación que se presentan con frecuencia con el aire caliente.

En los motores a gasolina el aceite hace una labor mucha mas dura, debido a las altas temperaturas que alcanza el turbo, el aceite ha de realizar una doble labor de engrase y refrigeración, lo que significa que esta sometido a condiciones mucho mas duras y extremas de lo que podría considerarse habitualmente en otros motores, por ello los motores sobrealimentados tienen un carter de aceite sobredimensionado, suelen llevar radiador de refrigeración para el aceite y utilizan formulaciones distintas a las habituales en la composición de estos aceites, además de acortar los cambios de aceite y normas básicas para encender y apagar el motor.

Elementos que acompañan al turbocompresor

-caja de mariposas: en los sistema de inyección, se sustituye el carburador por una caja de mariposas de gases que esta unida mecánicamente con el pedal del acelerador, de esta manera regula el paso de aire soplado por el turbo a diferencia del carburador que es aire-gasolina, en una palabra es la regulación de carga del motor.

-potenciómetro de carga: según la carga del motor se informa al calculador de inyección, a través del potenciómetro de carga, para que controle la presión de aire soplado por el turbo a través de las válvulas eléctricas que funcionan por impulsos de tal manera que a relentí esta totalmente abierta y a todo potencia está cerrado.

-colector de admisión: el calculador debe detectar en cada momento la presión en el colector de adm. para determinar la dosificación de combustible.

-captador de presión máxima: para poder controlar la presión máxima de soplado de un turbo se instala un calculador de presión máxima que interrumpe la alimentación eléctrica del calculador. De esta manera se protegen los elementos del motor.

Tipos de compresores volumétricos.

-COMPRESOR EATON ROOTS 1:

Se trata de una máquina pura de circulación, en las que no se comprime el aire. La presión de carga efectiva no se crea hasta llegar al colector de admisión.
Esta versión sencilla con rotores de dos álabes origina una presión relativamente baja, y además la crea muy despacio al aumentar el régimen de giro.
La potencia absorbida se sitúa para una sobrepresión de 0,6 bares y paso máximo de aire, en 12.2 CV.

El rendimiento del compresor Roots no es muy alto y además empeora con el aumento del régimen de giro.
La capacidad de suministro sólo supera el 50% en una gama muy limitada. El aire comprimido se calienta extraordinariamente.

-COMPRESOR EATON ROOTS 2:

Al igual que el anterior tampoco comprime el aire internamente, sin embargo la sobrepresión de carga, bajo las mismas condiciones, alcanza un máximo más elevado.

La potencia absorbida se sitúa en sólo 8 CV y la temperatura del aire se eleva menos.
El rendimiento de este compresor supera el 50% en una gama más alta.

-COMPRESOR VOLUMÉTRICO DE PISTONES ROTATIVOS WANKEL:

Su funcionamiento es similar al del compresor roots, pero variando sustancialmente su geometría. De esta manera se mejoraron notablemente las propiedades.
La sobrepresión que se alcanza es alta. La potencia absorbida para una presión de 0,6 bares y máximo paso de aire alcanza 8.2 CV. La temperatura del aire no se eleva mucho.
El rendimiento está por encima del 50% para capacidad de circulación media y en una pequeña gama incluso supera el 60%.

-COMPRESOR DE HÉLICE SPRINTEX:

Este compresor fabricado en Escocia presenta un elevado consumo de energía, para una baja capacidad de suministro, con el máximo en casi 11 CV. La causa parece radicar en los cojinetes lisos del compresor Sprintex que ayudados por el rozamiento interno eleva mucho la temperatura del aire.
El rendimiento no es muy bueno y sólo con alta sobrepresión y un elevado grado de paso de aire se acerca al 50%.

-COMPRESOR PIERBURG DE PISTÓN ROTATIVO:

Este compresor tiene un parentesco cinemático con el motor Wankel. Un rotor de tres álabes describe una trayectoria circular en un tambor rotativo con cuatro cámaras. Las cámaras en su rotación van cambiando de volumen y por lo tanto el aire se comprime dentro del compresor.
El consumo de energía es muy bajo también en carga parcial, entre 2.7 y 8.2 CV. La elevación de la temperatura es reducida. El rendimiento del compresor supera el 50% en una amplia gama de capacidad media de suministro.