martes, 22 de enero de 2013

CONSEJOS PARA CUIDAR TU MOTOR TURBO



Una rotura de turbo, sin olvidar que puede provocar daños mayores a todo el conjunto mecánico, suele implicar que algo no marcha como debiese en el vehículo . A continuación os ofrecemos unos consejos que deberéis respetar cuidadosamente si queréis que vuestro motor funcione de manera correcta y fiable en lugar de regalaros averías que pueden suponer facturas de vértigo si no se detecta y corrige la avería o mal uso que ha terminado por deteriorar su funcionamiento.
1) Al arrancar dejad el coche al menos un minuto al ralentí: El turbo necesita una lubricación, debemos esperar a que coja un poco de temperatura, que el aceite bañe sus componentes. Esto es especialmente importante si el coche está frío. Si emprendemos la marcha sin esperar, el sistema no se lubricará y se provocarán daños por rozamiento en zonas como el eje de la turbina. A largo plazo la pieza terminará por romper y tocará poner un turbo nuevo.
2) Arrancar sin pisar el acelerador: es un hábito que podría extenderse a cualquier tipo de motor, realmente. En el caso de los diésel se debe evitar especialmente pues sometemos a algunas partes del motor a esfuerzos más altos de la cuenta y estaremos minando su durabilidad a largo plazo. De por sí cuenta con piezas más pesadas y la relación de compresión es mayor. El turbo sufre mucho, pues tiene que trabajar muy fuerte sin haberse lubricado en absoluto. Lo mismo se puede decir de las demás partes del propulsor. Para arrancar, siempre con el embrague pisado – ahorramos trabajo al motor de arranque – y sin acelerar.
3) No dar acelerones ni exigir al motor en frío: la lógica está explicada en el primer punto. Si nada más arrancar nos ponemos a cambiar a 4.000 rpm y a someter a mucha carga el motor – pisar el acelerador muy a fondo – dañaremos partes del propulsor que no se han podido lubricar del todo, entre ellas el turbocompresor. En frío siempre es recomendable no subir de 2.000 rpm y pisar con tacto el acelerador. Si vamos a efectuar una conducción “ágil”, no sólo debemos esperar a que el agua esté en su zona óptima, el aceite debe calentarse también, para lo que debemos rodar al menos 15 minutos más.
4) Emplead siempre aceite y filtros de la máxima calidad: si el aceite es la sangre de nuestro motor, el turbo y el fluido que mantiene el buen funcionamiento de toda la mecánica, no queremos emplear aceite de mala calidad o que lleve mucho tiempo en nuestro garaje, por muy intacto que esté el precinto. Generalmente los aceites de mejor calidad suelen ser los sintéticos, que suelen tener además una mayor durabilidad en número de kilómetros. En cuanto a los filtros, son los que impiden que las impurezas y residuos del aceite entren en nuestra ajustada mecánica, así que sobra decir que deben ser de alta calidad.
Comprobar el nivel de aceite en intervalos regulares también es recomendable, nuestro motor puede consumir aceite y si nos quedamos sin líquido lubricante podrían sufrirse daños irreversible en el motor. Si vemos que estamos bajo habrá que reponer, es recomendable llevar una lata en el coche. Este cuidado es común para todos los motores, no únicamente los turbo.
Estado del aceite de un motor tras 50.000 km sin un cambio. El motor gripó.
5) Mantenimiento a rajatabla, incluso adelantado: no quiero parecer un maniático, pero los intervalos de mantenimiento de los fabricantes son una media elaborada en base a estudios a los que no podemos acceder. Se supone que es óptima, pero siempre es recomendable adelantar un poco los intervalos de revisión. Mi coche los debe pasar cada 15.000 km, pero yo siempre suelo cambiar el aceite cada 10.000 km. La idea es mantener el aceite siempre en buen estado, pues se va degradando con el uso. Si nos pasamos más de 5.000 km nuestro motor corre peligro, así de sencillo.
Algunos motores emplean aceite long-life que no hay que cambiar en 30.000 o incluso 50.000 km en algunos casos, pero yo no esperaría tanto. Los aceites sintéticos tienen una mayor durabilidad, pero no resisten demasiado bien el paso del tiempo. Con los minerales ocurre exactamente lo contrario. En todo caso, es recomendable que si no hemos llegado al kilometraje de revisión en un año, cambiemos aún así el aceite y filtros. Puede que resulte algo caro, pero más cara puede ser una avería interna, no se puede jugar con el aceite y su vida útil.
Si nos gusta darle candela al coche, solemos entrar en el circuito o hacemos mucha ciudad habría que adelantar el mantenimiento aún más. No queremos jugar con el jugo de la vida de nuestro motor.
6) No abusar de las recuperaciones a bajas vueltas ni pasarnos de vueltas: de nuevo, es un cuidado común a todos los motores, pero afecta de manera especial a los motores turbo. Si exigimos mucho al motor desde un régimen muy bajo – por ejemplo 1.200 rpm – sufrirán las piezas, sometidas a mucha carga. A la larga las cámaras de combustión y los cilindros sufren. En los turbodiésel podemos llegar a saturar la válvulaEGR, siendo necesario un caro recambio. Los turbos tampoco están en su zona cómoda, no pueden alcanzar la presión de soplado que les hace funcionar de manera correcta.
Tampoco tiene sentido estirar los motores turbo más allá del régimen de potencia máxima o el momento en que empieza a disminuir el empuje. Las piezas se someten a mucho desgaste y no obtenemos una ventaja en prestaciones. Tampoco se aprovecha el potencial del turbo. Las reducciones salvajes tampoco sientan bien a los motores turbo, en especial a los turbodiésel, por tener piezas más pesadas.
7) Dejar reposar el turbo antes de apagar el motor: si hemos estado conduciendo un buen rato y ha sido rápido o en ciudad – con el constante parar/arrancar – es necesario dejar reposar el turbo antes de quitar el contacto. Con un par de minutos en todo caso es suficiente. Si lo apagamos de golpe el aceite que queda en su interior se carboniza al detenerse la lubricación y estar la turbina a una temperatura muy alta. Todo un golpe de calor. Los turbogasolina son especialmente susceptibles ya que las temperaturas de funcionamiento que alcanzan los turbos son bastante superiores a las de los diésel.
Si no respetamos esta medida el turbo acabará cascando. Esto puede suponer una pequeña inconveniencia de tiempo, pero no es necesario esperar en todos los casos. Por ejemplo, si hemos entrado en el garaje y estamos un minuto maniobrando, en el que no se sube apenas de vueltas el motor, podemos apagarlo directamente. Si estamos callejeando de manera suave o hemos hecho una conducción relajada, con medio minuto de reposo debería ser suficiente. Por favor, respetad este consejo, estoy cansado de ver mucha gente que apaga el motor sin esperar ni un segundo, quejándose luego de averías y fiabilidad.
Si respetamos todos estos consejos tendremos un motor fiable y en forma por muchos años y kilómetros, y además no tendremos que gastarnos un dineral en el taller. Si conoceís a alguien que tenga un coche turbo y no respete estos consejos, difundid el conocimiento y evitad que sufra averías y dolores de cabeza. Vuestro coche no tendrá entonces impedimentos para alcanzar muchos kilómetros, siempre ofreciendo el mejor rendimiento.

TURBOCOMPRESOR


Un turbocompresor es un sistema de sobrealimentación que usa una turbina centrífuga para accionar mediante un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo para comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión interna alternativos, especialmente en los motores diésel. En algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles depende de la cilindrada del motor. Como un motor con turbocompresor tiene una mayor potencia máxima para una cilindrada dada, estos modelos pagan menos impuestos que los que no tienen turbocompresor.

1 Cronología
2 Funcionamiento
3 Funcionamiento en distintos tipos de motores
3.1 Diésel
4 Intercooler
5 Demora de respuesta
5.1 Overboost
6 Evolución del turbocompresor
7 Refrigeración
8 Ventajas de usar un turbocompresor

Cronología
En 1936 Cliff Garrett funda The Garret Corporation en California, Estados Unidos.
En 1940 la tecnología del turbo es aplicada a instalaciones marinas, industriales y locomotoras.
En 1953 Caterpillar testea el primer turboalimentador desarrollado por la compañía Garret.
En 1962 el primer auto americano en usar un turbocargado fue el Oldsmobile Jetfire Turbo Rocket
En 1966 se utilizan por primera vez motores turbocargados en las 500 millas de Indianápolis.
Funcionamiento
En los motores sobrealimentados mediante este sistema, el turbocompresor consiste en una turbina accionada por los gases de escape del motor de explosión, en cuyo eje se fija un compresor centrífugo que toma el aire a presión atmosférica después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en los cilindros a mayor presión.
Los gases de escape inciden radialmente en la turbina, saliendo axialmente, después de ceder gran parte de su energía interna (mecánica + térmica) a la misma.
El aire entra al compresor axialmente, saliendo radialmente, con el efecto secundario negativo de un aumento de la temperatura más o menos considerable. Este efecto se contrarresta en gran medida con el intercooler.
Este aumento de la presión consigue introducir en el cilindro una mayor cantidad de oxígeno (masa) que la masa normal que el cilindro aspiraría a presión atmosférica, obteniéndose más par motor en cada carrera útil (carrera de expansión) y por lo tanto más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente, y con un incremento de consumo proporcional al aumento de masa de aire en el motor de gasolina. En los diésel la masa de aire no es proporcional al caudal de combustible, siempre entra aire en exceso al carecer de mariposa, por ello es en este tipo de motores en donde se ha encontrado su máxima aplicación (motor turbodiesel).
Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar (21,75 psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bares dependiendo de si el motor es gasolina o diésel.
Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de escape, que se desecharía en un motor atmosférico, no resta potencia al motor cuando el turbocompresor está trabajando, tampoco provoca pérdidas fuera del rango de trabajo del turbo, a diferencia de otros, como los sistemas con compresor mecánico (sistemas en los que el compresor es accionado por una polea conectada al cigüeñal).
Funcionamiento en distintos tipos de motores
Diésel

Lado compresor, con entrada de aire por el lado de baja presión y conexión de alta presión a la membrana de la "Waste-Gate".
En los motores diésel el turbocompresor está más difundido debido a que un motor diésel trabaja con exceso de aire al no haber mariposa, por una parte; esto significa que a igual cilindrada unitaria e igual régimen motor (rpm) entra mucho más aire en un cilindro diésel. Por otra parte, y esto es lo más importante, las presiones alcanzadas al final de la carrera de compresión y sobre todo durante la carrera de trabajo son mucho mayores (40 a 55 bares) que en el motor de ciclo Otto (motor de gasolina) (15-25 bares). Esta alta presión, necesaria para alcanzar la alta temperatura requerida para la auto-inflamación o auto-ignición del gasóleo, es el origen de que la fuerza de los gases de escape, a igual régimen, cilindrada unitaria y carga requerida al motor sea mucho mayor en el diésel que en la gasolina.
Intercooler

El aire, al ser comprimido, se calienta y pierde densidad; es decir, en un mismo volumen tenemos menos masa de aire, por lo que es capaz de quemar menos combustible y, en consecuencia, se genera menos potencia. Además, al aumentar la temperatura de admisión aumenta el peligro de detonación, picado, o autoencendido y se reduce la vida útil de muchos componentes por exceso de temperatura, y sobreesfuerzos del grupo térmico.
Para disminuir esta problemática se interpone entre el turbocompresor y la admisión un "intercambiador de calor" o "intercooler". Este sistema reduce la temperatura del aire, con lo que se aumenta la densidad de éste, y que introducimos en la cámara de combustión.
En el lado negativo, los intercambiadores de calor provocan una caída de presión, por lo que se disminuye la densidad del aire, aunque en muchos casos es necesario instalar uno para evitar la detonación o autoignición.
Existen tres tipos de intercoolers:
Aire/aire: en estos el aire comprimido intercambia su calor con aire externo.
Aire/agua: el aire comprimido intercambia su calor con un líquido que puede ser refrigerado por un radiador o, en algunas aplicaciones, con hielo en un depósito ubicado en el interior del coche.
Criogénicos: se enfría la mezcla mediante la evaporación de un gas sobre un intercambiador aire/aire.
Demora de respuesta

Los motores provistos de turbocompresores padecen de una demora mayor en la disposición de la potencia que los motores atmosféricos (NA Normal Aspiration o Aspiración Normal) o con compresor mecánico, debido a que el rendimiento del turbocompresor depende de la presión ejercida por éste. En esta demora influyen la inercia del grupo (su diámetro y peso) y el volumen del colector entre la turbina y la salida de los gases de escape del cilindro.
Un turbocompresor no funciona de igual manera en distintos regímenes de motor. A bajas revoluciones, el turbocompresor no ejerce presión porque la escasa cantidad de gases no empuja con suficiente fuerza. Un turbocompresor más pequeño evita la demora en la respuesta, pero ejerce menos fuerza a altas revoluciones. Distintos fabricantes de motores han diseñado soluciones a este problema.
Un "biturbo" es un sistema con dos turbocompresores de distinto tamaño. A bajas revoluciones funciona solamente el pequeño, debido a su respuesta más rápida, y el grande funciona únicamente a altas revoluciones, ya que ejerce mayor presión.
Un "biturbo en paralelo" o "twin turbo" es un sistema con dos turbocompresores pequeños de idéntico tamaño. Al ser más pequeños que si fuera un turbocompresor único, tienen una menor inercia rotacional, por lo que empiezan a generar presión a revoluciones más bajas y se disminuye la demora de respuesta.
Un "turbocompresor asimétrico" consiste en poner un solo turbocompresor pequeño en una bancada (la delantera en el motor V6 colocado transversalmente) dejando la otra libre. La idea no es conseguir una gran potencia, sino que la respuesta sea rápida. Este sistema fue inventado por el fabricante sueco Saab y utilizado en el Saab 9-5 V6.
Un "biturbo secuencial" se compone de dos turbocompresores idénticos. Cuando hay poco volumen de gases de escape se envía todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocompresores para lograr una mayor potencia y un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor Wankel del Mazda RX-7.
Un "turbocompresor de geometría variable" (VTG) consiste en un turbocompresor que tiene un mecanismo de "aletas" llamadas álabes móviles que se abren y cierran haciendo variar la velocidad de los gases de escape al entrar en la turbina, a menor caudal de gases de escape (bajas revoluciones) se cierra el paso entre los álabes provocando que los gases aumenten la velocidad al entrar en la turbina, a mayor caudal (altas revoluciones) necesitamos más paso y estos se abren. Esto nos permite tener una presión de trabajo muy lineal en todo el régimen de trabajo del turbocompresor. En motores diésel es muy común pero en motores de gasolina solo Porsche ha desarrollado un turbo que soporta más de 1000 °C en el modelo Porsche 911 turbo (2007).
También Mazda, tiene un prototipo de turbo eléctrico. El sistema eléctrico del coche no puede dar suficiente caudal para el motor a altas revoluciones, pero sí a bajas; así ambos se complementan. Con baja carga y revoluciones, la ayuda eléctrica permite un rápido aumento de presión y después la turbina puede suministrar toda la potencia para comprimir el aire. Este sistema ahorra mucha más energía que combinándolo con un compresor mecánico movido por el motor.
El sistema acompañado por un compresor mecánico ha tenido muy buenos resultados en prestaciones y consumos en el motor TSI del grupo Volkswagen (VAG).
Overboost

Se conoce como Overboost el periodo durante el cual el sistema produce a plena carga una presión de sobrealimentación mayor a la normal, con objetivo de aumentar el par motor.
Actualmente este sistema, con el control electrónico adecuado, puede tener en cuenta diferentes aplicaciones.
Evolución del turbocompresor

La filosofía de aplicación de los turbocompresores, ha ido cambiando desde priorizar la potencia a altas revoluciones a priorizar que el coche responda bien en todo el régimen de giro de uso.
La válvula llamada waste-gate evita presiones excesivas que dañen el motor. La waste-gate o válvula de descarga es la que regula que cantidad de gases de escape se fugan de la caracola del turbo directamente hacia el escape mediante la apertura de la válvula, de esa forma a más gases fugados menos presión de turbo, con la válvula cerrada se alcanza la máxima presión del turbo al pasar todos los gases de escape por la caracola.
La dump valve o válvula de alivio (también llamada blow off) abre una fuga en el conducto de admisión cuando se deja de acelerar para que la presión generada por la enorme inercia del turbo no sature estos conductos, evitando al mismo tiempo la brusca deceleración de la turbina, alargando su vida útil.
Refrigeración

Normalmente el turbocompresor suele estar refrigerado con aceite que circula mientras el motor está en marcha. Si se apaga bruscamente el motor después de un uso intensivo, y el turbocompresor está muy caliente, el aceite que refrigera los cojinetes del turbocompresor se queda estancado y su temperatura aumenta, con lo que se puede empezar a carbonizar, disminuyendo su capacidad lubricante y acortando la vida útil del turbocompresor.
El turbo timer es un sistema que mantiene circulando el aceite en el turbocompresor durante un lapso de tiempo después del apagado del motor. Algunos modelos funcionan con sensores que detectan la intensidad en el uso del turbocompresor para permitir la lubricación forzada del mismo por un tiempo prudencial después del apagado del motor.
Ventajas de usar un turbocompresor

Permite aumentar la potencia de un motor existente, sin la necesidad de hacer mayores cambios.
Contribuye al rescate de la energía, ya que usa como medio propulsor los gases de escape del motor.
Añade poco volumen y peso al motor, lo que permite encajarlo a un vehículo sin modificaciones externas.
Debido a que depende de la presión entre los gases de escape y el medio ambiente se auto-ajusta a cualquier altitud sobre el nivel del mar.



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lunes, 14 de enero de 2013

BMW M: TURBOCOMPRESOR EN TRES ETAPAS



El rumor se convierte en realidad, el fabricante BorgWarner establece nuevos estándares en la tecnología de la turboalimentación para un mayor rendimiento y economía de combustible en vehículos de primera calidad.

Por primera vez, BorgWarner suministra su innovadora tecnología turbo en tres etapas para el rendimiento de BMW M. El motor diesel de seis cilindros más potente en la línea de motores diesel del mundo. Desarrollado exclusivamente para los automóviles BMW M Performance, las potencias del motor  xDrive M550d y Touring, Touring X5 M50d, y los modelos X6 M50d. Con una potencia máxima de 280 kW (381 CV) y un par máximo de 740 Nm (546 lb-ft), el motor de 3.0 litros utiliza tres etapas en el sistema de turboalimentación para ofrecer un rendimiento sin igual y una gran economía de combustible.

BorgWarner cuenta con potente sistema de sobrealimentación consiste en dos pequeños BV45 de geometría variable para las altas presiones integrados con con un B2 mayor para las bajas presiones, este último refrigerado por agua. Mediante la integración de un turbo adicional de alta presión, la capacidad del motor para generar la presión de sobrealimentación alcanza un nivel completamente nuevo comparado con los sistemas de turboalimentación en dos etapas. Los tres turbocompresores se activan sucesivamente a diferentes velocidades del motor. La primera, alta presión del turbocompresor comienza a las velocidades del motor por encima de la inactividad. Con revoluciones cada vez mayores, la más grande de baja presión del turbocompresor entra en juego. Para aumentar aún más el rendimiento, el segundo turbocompresor de alta presión entra en funcionamiento, con todos los tres turbocompresores trabajando en armonía. A velocidades particularmente elevadas el turbocompresor de baja presión, consta un una válvula de compuerta de descarga que se abre mediante un actuador de vacío para evitar la contrapresión, mientras los 'flaps' activados neumáticamente controlan con precisión el suministro de aire fresco. El enfriamiento indirecto del aire de carga, optimiza la temperatura del aire comprimido en los tres turbocompresores contribuyendo as a aumentar la potencia del motor.

viernes, 11 de enero de 2013

TURBO PARA MOTORES DIÉSEL DE DOS CILINDROS



Un nuevo capítulo en la historia del diseño de automóviles de consumo de combustible ultraeficiente, que comenzó en 2011 con el desarrollo del primer motor diésel con turbocompresor de dos cilindros del mundo.

En la actualidad, el motor de 0,8 litros, alimentado por el turbocompresor Honeywell más pequeño del mundo, puede verse en vehículos destinados sobre todo para el transporte de productos desde los almacenes a los negocios locales. Para Honeywell, el desarrollo de un motor tan pequeño ha supuesto una variedad de desafíos de ingeniería y diseño completamente nuevos.

“Los problemas de desarrollo de un turbocompresor para un motor de dos cilindros no giran solo en torno a su tamaño , sino también en torno a desafíos específicos vinculados a la sobretensión del compresor, fugas de aceite, vibraciones elevadas y una alta carga de empuje debido a las pulsaciones del motor. Estas cuestiones se ponen de manifiesto en este caso mucho más que en el caso de un motor de cuatro cilindros''

Esto implicaba que los ingenieros de Honeywell tuvieron que afrontar el diseño del turbocompresor desde un ángulo completamente nuevo.

“Planteamos un turbocompresor totalmente nuevo, que incluía una carcasa para la turbina muy pequeña con un colector integrado y la rueda del compresor más pequeña jamás diseñada por Honeywell. Unas cargas de empuje relativas más elevadas y causadas por la pulsación de un motor de dos cilindros implicaban la creación de un nuevo concepto de fricción en el cojinete de “tipo Z”, lo que resulta fundamental para conseguir la máxima eficiencia a la hora de cuadrar el turbo con los requisitos del motor”.

Por tanto, se desarrolló un cojinete compacto de alta eficiencia, cuyo diseño tuvo tanto éxito que se está extendiendo paulatinamente a otros tamaños de turbo.

El resultado de esta intensa actividad de ingeniería es un turbocompresor fiable y de gran rendimiento, que se encuentra instalado en el motor de producción de los fabricantes de equipos originales de dos cilindros desde 2011, lo que ha contribuido a una destacable mejora del 25% en energía en comparación a un análogo sin turbo y a significativas ganancias en eficacia de combustible y a una disminución de las emisiones.

Fundamentalmente, este éxito demostrado allana el camino para el desarrollo de una nueva generación de vehículos comerciales ligeros y de pasajeros diésel de dos y tres cilindros con turbocompresores, sobre todo en las regiones en desarrollo.