Los turbos Diesel

Por Enzo Nuvolari



Es sabido que, en la actualidad, la mayor parte de los automóviles y de los vehículos comerciales son equipados con motor Diesel y turbosobrealimentador. Las reducciones en el consumo de combustible y en las emisiones contaminantes se deben mayormente al exitoso suceso de penetración en el mercado de los motores gasoleros en Europa. La introducción de los turbos de geometría variable (TGV) no solo se realiza en los motores Diesel de automóviles sino en todo tipo de vehículos. La variación de la posición de los álabes de la turbina –anclados en la carcasa– brinda una muy amplia área de utilización (mapa) de la turbina y del compresor en conjunto. Como resultado, es posible lograr una alta presión de sobrealimentación con bajos regímenes del motor y con bajas relaciones de flujo de gases de escape. Al mismo tiempo, la presión variable –en el comportamiento urbano– de la turbina sobre amplias áreas, también permite una caída de presión en la recirculación de los gases de alta presión (sistema de escape) en motores muy solicitados (altas cargas). Para este tipo de aplicaciones, que tienen que ser operadas con recirculación de los gases de escape, siempre con cargas totales del motor, es conveniente el uso del sistema de turbosobrealimentación regulada de dos etapas (R2S), y de un sistema de recirculación de los gases de escape de baja presión, ya que reduce efectivamente las emisiones contaminantes y ofrece mayores características dinámicas, comparado con los turbos de geometría variable (TGV).





Mientras el turbo pequeño –de alta presión– suministra respuestas instantáneas en bajos regímenes, el turbo más grande de baja presión tiene como objetivo suministrar aire a presión, a altos regímenes del motor. Como resultado, el sistema R2S es apto para resolver el conflicto de objetivos, entre un alto “par motor” a muy bajas velocidades y una máxima potencia a altos regímenes. Con respecto a los turbos TGV para los motores de ciclo Otto, con inyección directa, con sistema de distribución variable (VVT), es decir Variable Valve Timing, en combinación con una óptima turbosobrealimentación, son especialmente aptos para aplicar en los diseños “downsizing” de motores. Los turbos de geometría variable reducen significativamente el consumo de combustible y brindan una mejor dinámica al vehículo. La construcción de los turbos “al estado del arte”, la extensa investigación y el desarrollo, en especial, sobre los materiales usados en extremas temperaturas, es decir en resistencia elevada de los materiales, hacen de los turbos Borg Warner un suceso en sus productos TGV. Para superar altas temperaturas –del orden de los 1.050 grados C– los rotores de las turbinas están construidos en aleaciones de níquel de alta resistencia. Cuando se encuentran en posición “cerrada”, a bajos regímenes del motor y con bajas relaciones del flujo de gases, los álabes móviles generan una alta presión, la cual disminuye cuando los álabes se abren. El efecto de pulsaciones de sobrepresión disminuye cuando los álabes del sistema TGV se cierran totalmente. En combinación con la inyección directa de nafta/gasolina, se logran los mejores beneficios, por ejemplo una alta resistencia al fenómeno de la detonación. La optimización de la distribución variable, en un rango de baja velocidad, también mejoraría la evacuación de los gases residuales. Esto permite un mejor llenado de los cilindros con mezcla fresca y el aumento de la potencia efectiva. El ahorro de combustible es del 15 al 20 por ciento, teniendo en cuenta una conducción norma.