Turbocompressor: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m bot: - com "surtidor", que, de no ser evitada provoca + com a "sortidor", que, si no és evitada, provoca |
m neteja i estandardització de codi |
||
Línia 5:
== Funcionament ==
En automoció, el turbocompressor consisteix en una turbina moguda pels gasos d'escapament d'un motor d'explosió, en l'eix de la qual es fixa solidàriament un compressor centrífug que pren l'aire a pressió atmosfèrica després de passar pel filtre d'aire i després el comprimeix a fi d'introduir-lo en els cilindres a una major pressió que l'atmosfèrica. Aquest augment de la pressió aconsegueix introduir en el cilindre una major quantitat d'oxigen (massa) que la massa normal que el cilindre aspiraria a pressió atmosfèrica, obtenint el motor més potència que un motor atmosfèric de cilindrada equivalent, i amb un increment de consum proporcional a l'augment de massa d'aire. Els turbocompressors més petits i de pressió de bufat més baixa exerceixen una pressió màxima de 0,25 bar (3,625 psi), mentre que els més grans arriben als 1,5 bar (21,75 psi). En motors de competició s'arriba a pressions de 3 i 8 bar. Depenent de si el motor és gasolina o dièsel. Com que l'energia utilitzada per a comprimir l'aire d'admissió prové dels gasos d'escapament, que es rebutjaria en un motor atmosfèric, no es resta potència al motor quan el turbocompressor està treballant, ni tampoc provoca pèrdues fora del rang de treball del turbo, a diferència d'uns altres, com els sistemes amb compressor mecànic (sistemes en els quals el compressor és accionat per una corriola connectada al cigonyal).
== Utilització ==
[[Fitxer:Turbocharger Animation by Tyroola.gif|miniatura|Cicle de funcionament d'un turbocompressor.]]
Linha 13 ⟶ 14:
=== [[Motor de gasolina|Motors de gasolina]] ===
En els motors de gasolina/benzina/nafta, el combustible s'injecta en el pas entre el turbocompressor i la cambra de combustió (múltiple d'admissió) o directament en la càmera si és injecció directa. En motors gasolina, s'ha de reduir la relació de compressió per a evitar l'auto ignició. Això produeix una disminució del rendiment que es compensa amb la pressió d'aire extra que entra dintre la càmera de compressió amb la qual el motor desenvolupa molta més potència que un motor atmosfèric a idèntiques condicions. Per exemple un motor atmosfèric convencional de 2000 cc desenvolupa al voltant de 150 cv, un motor 2000 cc turbo convencional desenvolupa al voltant de 250 cv. Els motors a gasolina/naftens incorporen una vàlvula de "papallona" accionada per l'accelerador elèctricament o mecànicament per un cable, la qual regula la quantitat d'aire que entra en el motor i això és la base per a calcular la barreja combustible/aire a injectar en els cilindres. És molt recomanable la utilització d'una vàlvula addicional anomenada "''blow-off''" entre el turbocompressor i la vàlvula de "papallona" de l'admissió. En tancar la papallona de forma sobtada es crea un augment de pressió coneguda com a "cop d'ariet" aquest es desplaça pels tubs buscant una sortida, si no n'hi ha aquesta pressió intenta retrocedir pel turbo provocant una reducció de la seva velocitat de gir i una reducció del cabal d'aire aportat; aquests factors duen al turbocompressor a una àrea de treball inestable coneguda com a "sortidor", que, si no és evitada, provoca sobreesforços al turbocompressor. Per a evitar-la, la ''blow-off'' allibera part de la pressió provinent del turbocompressor. Les ''blow-off'' poden recircular l'excés de pressió a l'entrada de l'admissió (en aquest cas es diuen vàlvules recirculadores,"''diverter''" o "desviadora") i vàlvules blow-off pròpiament aquestes, que descarreguen la pressió a l'exterior produint un so característic. La vàlvula ''blow-off'' funciona accionada, mitjançant la depressió del col·lector d'admissió, aquesta crea un buit sobre el pistó de la vàlvula, quan aquesta supera cert valor (supera la força del moll antagonista) aquesta s'obre i deixa sortir l'aire..
==== [[Intercooler]] ====
Linha 20 ⟶ 21:
==== Demora de resposta ====
[[Fitxer:Turbocharger 2.jpg|miniatura|Turbocompressor d'un motor dièsel marí.]]Els motors proveïts de turbocompresors pateixen d'una demora major en la disposició de la potència que els motors atmosfèrics (NA Normal Aspiration o Aspiració Normal) o amb compressor mecànic, degut al fet que el rendiment del turbocompresor depèn de la pressió exercida per aquest. En aquesta demora influïxen la inèrcia del grup (el seu diàmetre i pes) i el volum del col·lector entre la turbina i la sortida dels gasos d'escapi del cilindre. Un turbocompresor no funciona d'igual manera en diferents règims de motor. A baixes revolucions, el turbocompresor no exerceix pressió perquè l'escassa quantitat de gasos no empeny amb suficient força. Un turbocompresor més petit evita la demora en la resposta, però exerceix menys força a altes revolucions. Distints fabricants de motors han dissenyat solucions a aquest problema. Un "biturbo" és un sistema amb dos turbocompresors de diferent grandària. A baixes revolucions funciona solament el petit, a causa de la seva resposta més ràpida, i el gran funciona únicament a altes revolucions, ja que exerceix major pressió. Un "biturbo en paral·lel" o "twin turbo" és un sistema amb dos turbocompresors petits d'idèntica grandària. AL ser més petits que si anés un turbocompresor únic, tenen una menor inèrcia rotacional, pel que comencen a generar pressió a revolucions més baixes i es disminuïx la demora de resposta. Un "turbocompresor asimètric" consisteix a posar un sol turbocompresor petit en una bancada (la davantera en el motor V6 col·locat transversalment) deixant l'altra lliure. La idea no és aconseguir una gran potència, sinó que la resposta sigui ràpida. Aquest sistema va ser inventat pel fabricant suec Saab i utilitzat en el Saab 9-5 V6. Un "biturbo seqüencial" es compon de dos turbocompresors idèntics. Quan hi ha poc volum de gasos d'escapi s'envia tot aquest volum a un turbocompresor, i quan aquest volum augmenta, es reparteix entre els dos turbocompresors per a assolir una major potència i un menor temps de resposta. Aquest sistema és utilitzat en el motor Wankel del Mazda RX-7. Un "turbocompresor de geometria variable" (VTG) consisteix en un turbocompresor que té un mecanisme de "aletes" cridades àleps mòbils que s'obren i tanquen fent variar la velocitat dels gasos d'escapi a l'entrar en la turbina, a menor cabal de gasos d'escapi (baixes revolucions) es tanca el pas entre els àleps provocant que els gasos augmentin la velocitat a l'entrar en la turbina, a major cabal (altes revolucions) necessitem més pas i aquests s'obren. Això ens permet tenir una pressió de treball molt lineal en tot el règim de treball del turbocompresor. En motors diésel és molt comú però en motors de gasolina sol Porsche ha desenvolupat un turbo que aguanta més de 1000 °C en el model Porsche 911 turbo (2007). També Mazda, té un prototip de turbo elèctric. El sistema elèctric del cotxe no pot donar suficient cabal per al motor a altes revolucions, però sí a baixes; així ambdós es complementen. Amb baixa càrrega i revolucions, l'ajuda elèctrica permet un ràpid augment de pressió i després la turbina pot subministrar tota la potència per a comprimir l'aire. Aquest sistema estalvia molta més energia que combinant-lo amb un compressor mecànic mogut pel motor. El sistema acompanyat per un compressor mecànic ha tingut molt bons resultats en prestacions i consums en el motor TSI de VW.
==== Overboost ====
Durant el període durant el qual el sistema produeix a plena càrrega una pressió de sobrealimentació major a la normal, amb objectiu d'augmentar el parell motor. Actualment aquest sistema, amb el control electrònic adequat, pot tenir en compte diferents factors com la càrrega o la relació de canvi. Actuals VTG, etc.
| |||