¿Cómo funciona un turbo y cuáles son sus componentes principales?

Los vehículos actuales incorporan sistemas de propulsión muy avanzados. Tanto los vehículos con motor diésel como los vehículos con motor de gasolina, incorporan sobrealimentadores o turbocompresores.

En algunos países, los impuestos sobre automóviles dependen de la cilindrada del motor, es decir, un motor con turbo necesita menos cilindrada para desarrollar su potencia máxima, por lo que pagarán menos impuestos que otro vehículo sin turbo que para alcanzar su potencia máxima necesita tener una cilindrada superior.

¿Cómo funciona un turbo?

El funcionamiento del turbo es muy sencillo y para que realice su función incorpora dos turbinas unidas mediante un eje girando ambas a la misma velocidad. Con más aire entrando a los cilindros del motor, el motor desarrollará un funcionamiento más eficaz, aumentando la potencia y reduciendo el consumo y las emisiones de gases contaminantes.

El turbo está instalado en el sistema de escape del motor, entre el colector de escape y el tubo de escape. En la práctica, el turbo es un dispositivo altamente sofisticado, el cual es accionado por los gases de escape que salen del motor y hacen girar las turbinas que lleva incorporadas (de admisión y de escape). Estas turbinas van unidas mediante un eje y cuanto más gira la turbina de escape, mas girará la turbina de admisión, presentando ésta un diámetro distinto que le permita alcanzar más revoluciones de giro.

El aire que es aspirado por la turbina de admisión entra a baja presión y alta velocidad, y por la forma de canalización del turbo (comúnmente denominado Caracola) se produce una disminución de la velocidad del aire y un aumento de presión, provocando que el llenado de los cilindros sea completo. El aire entra a temperatura ambiente y sale de la turbina de admisión a unos 200ºC, con lo cual disminuye la densidad y se pierde potencia, debiendo incorporar el vehículo un intercambiador de calor para reducir la temperatura.

¿Cuáles son los componentes del turbocompresor?

Turbina

Es el componente principal que aprovecha los gases de escape para su funcionamiento y giro. Éstos hacen que la turbina gire y aumente también la aspiración de aire que entra en los cilindros por el circuito de admisión. La turbina puede estar formada por álabes de geometría variable que pueden orientarse para conseguir el mejor llenado de los cilindros a bajas revoluciones o aumentar el caudal a altas revoluciones.

Eje coaxial

Es el encargado de conectar ambas turbinas (de escape y de admisión). Gira sobre unos casquillos que deben ir muy bien lubricados para que el desgaste sea mínimo y evitar averías graves. Por esta razón hay que utilizar aceite de motor de buena calidad y realizar el mantenimiento a su debido tiempo.

Compresor o también denominada caracola

El giro de la turbina empuja el aire haciendo el efecto de un ventilador hacia el interior del compresor, que al pasar por el estrechamiento del conducto que forma el compresor el aire aumenta la velocidad. Cuando esto ocurre, el aire pasa al colector de admisión siendo conducido hacia los cilindros a través de éste.

Válvula de descarga

También denominada Waste-gate, es la pieza más importante del turbocompresor. Tiene la misión de regular la presión excesiva de los gases para evitar daños en el motor, regulando la salida de gases de escape del turbo hacia la línea del tubo de escape.

Válvula de alivio

Denominada válvula Dump Valve tiene la misión de alargar la vida útil de la turbina del turbocompresor, evitando la saturación de los conductos por la fuerte inercia que genera el turbo.

Intercooler o intercambiador de calor

El aire al ser comprimido aumenta su temperatura y ocupa más volumen para una misma cantidad de oxigeno, siendo necesario enfriar dicho aire con un sistema denominado Intercooler en el cual se intercambia calor.

Este intercambio puede realizarse mediante agua o aire, consiguiendo de esta manera que se introduzca más oxigeno en el mismo espacio, consiguiendo que el rendimiento del motor sea mayor. La evolución del turbocompresor es tal, que se prevé que en el año 2021 salga el mercado el nuevo turbocompresor eléctrico.