Sobrealimentación de motores mediante turbocompresor y compresor volumétrico.

1. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
»
Motores
sobrealimentado
s
10
SISTEMAS
AUXILIARES
DEL MOTOR

2. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
»
1. Introducción
2. El turbocompresor
3. Compresor volumétrico
4. Sistemas biturbo y mixtos
5. Caso final
Motores
sobrealimentados10

3. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 1. Introducción
24/11/15 3N. Colado
La sobrealimentación aumenta el par motor y con este, la
potencia del vehículo.
La sobrealimentación aumenta el par motor y con este, la
potencia del vehículo.
Para lograrlo forzamos la entrada de aire en los cilindros,
mejorando el llenado de estos.
Para lograrlo forzamos la entrada de aire en los cilindros,
mejorando el llenado de estos.
De esta forma se eleva la presión media efectiva sobre la cabeza
del pistón.
De esta forma se eleva la presión media efectiva sobre la cabeza
del pistón.
El diseño del motor sobrealimentado tendrá en cuenta este
aumento de prestaciones.
El diseño del motor sobrealimentado tendrá en cuenta este
aumento de prestaciones.
Además debemos incorporar dispositivos para limitar el
incremento del rendimiento.
Además debemos incorporar dispositivos para limitar el
incremento del rendimiento.

4. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 1. Introducción
24/11/15 4N. Colado
El rendimiento volumétrico.El rendimiento volumétrico.

5. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 1. Introducción
24/11/15 5N. Colado
El rendimiento volumétrico.El rendimiento volumétrico.

6. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 1. Introducción
Los dispositivos empleados para sobrealimentar los
motores en vehículos turismo son:
•Turbocompresores.
•Compresores volumétricos.
Los dispositivos empleados para sobrealimentar los
motores en vehículos turismo son:
•Turbocompresores.
•Compresores volumétricos.
24/11/15 6N. Colado

7. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 1. Introducción
24/11/15 7N. Colado
Turbocompresor y compresor volumétrico.Turbocompresor y compresor volumétrico.

8. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
24/11/15 8N. Colado
Circulación de los gases en el trubocompresor.Circulación de los gases en el trubocompresor.

9. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Situación del turbocompresor en el motor.Situación del turbocompresor en el motor.
Elementos del
turbocompresor:
•Turbina.
•Compresor.
•Eje común
•Válvula de descarga.
•Carcasas.
•Conductos para la lubricación
y la refrigeración.
•Sistema para variar el ángulo
de ataque de los álabes.
Elementos del
turbocompresor:
•Turbina.
•Compresor.
•Eje común
•Válvula de descarga.
•Carcasas.
•Conductos para la lubricación
y la refrigeración.
•Sistema para variar el ángulo
de ataque de los álabes.
24/11/15 9N. Colado

10. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento básico del
turbocompresor.
Funcionamiento básico del
turbocompresor.
Estructura del turbocompresor.Estructura del turbocompresor.
24/11/15 10N. Colado

11. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Circuito de engrase del turbocompresor.Circuito de engrase del turbocompresor.
Válvula wastegate sobre el
turbocompresor.
Válvula wastegate sobre el
turbocompresor.
24/11/15 11N. Colado
• El turbo compresor alcanza
regímenes de hasta 250.000 rpm.
• Un fallo en la lubricación del eje
provoca el gripado del sistema.
• El turbo compresor alcanza
regímenes de hasta 250.000 rpm.
• Un fallo en la lubricación del eje
provoca el gripado del sistema.
• La válvula wastegate limita la
sobrepresión entregada por el
turbocompresor.
• Los gases del escape son derivados
hacia un by-pass.
• La válvula wastegate limita la
sobrepresión entregada por el
turbocompresor.
• Los gases del escape son derivados
hacia un by-pass.

12. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Regulación de la presión de sobrealimentación de forma neumática.Regulación de la presión de sobrealimentación de forma neumática.
La válvula wastegate también es
conocida como válvula de
descarga.
La válvula wastegate también es
conocida como válvula de
descarga.
En este último caso la UCE
puede permitir una mayor
presión de sobrealimentación
según las circunstancias
(overboosh, puerto de montaña,
verano).
En este último caso la UCE
puede permitir una mayor
presión de sobrealimentación
según las circunstancias
(overboosh, puerto de montaña,
verano).
La regulación del turbo puede
hacerse:
•Por accionamiento neumático.
•Por accionamiento eléctrico.
La regulación del turbo puede
hacerse:
•Por accionamiento neumático.
•Por accionamiento eléctrico.
24/11/15 12N. Colado

13. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Estados de funcionamiento de la válvula de descarga.Estados de funcionamiento de la válvula de descarga.
24/11/15 13N. Colado

14. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Posiciones de trabajo de la válvula wastegate según la presión
en el colector de admisión.
Posiciones de trabajo de la válvula wastegate según la presión
en el colector de admisión.
1. Presión de
sobrealimentación.
2. Membrana flexible.
3. Muelle.
4. Válvula.
5. Colector de escape.
6. By-pass del colector
de escape.
1. Presión de
sobrealimentación.
2. Membrana flexible.
3. Muelle.
4. Válvula.
5. Colector de escape.
6. By-pass del colector
de escape.
24/11/15 14N. Colado

15. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Electroválvula de limitación de la presión de sobrealimentación.Electroválvula de limitación de la presión de sobrealimentación.
24/11/15 15N. Colado

16. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Regulación de la presión de control.Regulación de la presión de control.
24/11/15 16N. Colado

17. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Regulación de la presión de control.Regulación de la presión de control.
En función de la corriente que le manda la
UCE, la electroválvula regula la presión que
actúa sobre la válvula de descarga.
Los parámetros que se usan para configurar
la señal son:
•Rpm.
•Presión en el colector de admisión.
•Posición del acelerador.
•Temperatura del aire.
• Presión altimétrica.
En función de la corriente que le manda la
UCE, la electroválvula regula la presión que
actúa sobre la válvula de descarga.
Los parámetros que se usan para configurar
la señal son:
•Rpm.
•Presión en el colector de admisión.
•Posición del acelerador.
•Temperatura del aire.
• Presión altimétrica.
A bajo y medio régimen, la válvula deja que sobre el wastegate actúe la presión del colector de
admisión, pero, en ciertas circunstancias y a alto régimen, permite que sobre la válvula de
descarga se ejerza la presión atmosférica, logrando así una momentánea sobrepresión del turbo.
A bajo y medio régimen, la válvula deja que sobre el wastegate actúe la presión del colector de
admisión, pero, en ciertas circunstancias y a alto régimen, permite que sobre la válvula de
descarga se ejerza la presión atmosférica, logrando así una momentánea sobrepresión del turbo.
24/11/15 17N. Colado

18. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Temperaturas que sufre un turbo. Importancia del intercooler.Temperaturas que sufre un turbo. Importancia del intercooler.
Importancia del
intercambiador de calor o
intercooler:
•Al bajar la temperatura del
aire de admisión,
conseguimos una mayor masa
de oxigeno para igual
volumen.
•Así se logra una mayor carga
en los cilindros.
•Es un intercambiador aire-
aire.
Importancia del
intercambiador de calor o
intercooler:
•Al bajar la temperatura del
aire de admisión,
conseguimos una mayor masa
de oxigeno para igual
volumen.
•Así se logra una mayor carga
en los cilindros.
•Es un intercambiador aire-
aire.
650º
24/11/15 18N. Colado

19. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Disposición de dos intercooler en un motor.Disposición de dos intercooler en un motor.
24/11/15 19N. Colado

20. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Turbocompresor de geometría variable.Turbocompresor de geometría variable.
Presenta algunas ventajas frente
al de geometría fija:
•Mejor respuesta a bajas cargas
del motor.
•Menor retraso en su
funcionamiento.
Presenta algunas ventajas frente
al de geometría fija:
•Mejor respuesta a bajas cargas
del motor.
•Menor retraso en su
funcionamiento.
24/11/15 20N. Colado

21. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Turbocompresor de geometría variable: principio de funcionamiento.Turbocompresor de geometría variable: principio de funcionamiento.
24/11/15 21N. Colado

22. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Disposición de elementos del turbocompresor de geometría.Disposición de elementos del turbocompresor de geometría.
24/11/15 22N. Colado

23. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Elementos que intervienen en un turbocompresor de geometría variable.Elementos que intervienen en un turbocompresor de geometría variable.
24/11/15 23N. Colado

24. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Sensor de posición del turbocompresor
de geometría variable.
Sensor de posición del turbocompresor
de geometría variable.
24/11/15 24N. Colado

25. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento de un turbo de geometría variable a bajas revoluciones.Funcionamiento de un turbo de geometría variable a bajas revoluciones.
Los TGV no tienen válvula de descarga ya que su función la cumplen los
álabes variables.
Los TGV no tienen válvula de descarga ya que su función la cumplen los
álabes variables.
Funcionamiento a bajo régimen:
Los álabes se cierran para dejar una sección de paso
mínima entre ellos. Esto acelera los gases que pasan,
logrando que el turbo enganche.
Funcionamiento a bajo régimen:
Los álabes se cierran para dejar una sección de paso
mínima entre ellos. Esto acelera los gases que pasan,
logrando que el turbo enganche.
24/11/15 25N. Colado

26. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento de un turbo de geometría variable a altas revoluciones.Funcionamiento de un turbo de geometría variable a altas revoluciones.
Funcionamiento a alto régimen:
Los álabes se abren y ajustan su posición para regular el giro del compresor
y con ello la sobrealimentación.
Funcionamiento a alto régimen:
Los álabes se abren y ajustan su posición para regular el giro del compresor
y con ello la sobrealimentación.
24/11/15 26N. Colado

27. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Esquema de la regulación de sobrealimentación de un turbo de geometría variable.Esquema de la regulación de sobrealimentación de un turbo de geometría variable.
La presión de control que actúa sobre el depresor que mueve los álabes, es regulada
por la electroválvula, regulada a su vez por la UCE según sus mapas de memoria. La
presión que llega al depresor es una mezcla de la atmosférica y la generada por la
bomba de vacío.
La presión de control que actúa sobre el depresor que mueve los álabes, es regulada
por la electroválvula, regulada a su vez por la UCE según sus mapas de memoria. La
presión que llega al depresor es una mezcla de la atmosférica y la generada por la
bomba de vacío.
24/11/15 27N. Colado

28. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento de la electroválvula que regula la presión de sobrealimentación.Funcionamiento de la electroválvula que regula la presión de sobrealimentación.
24/11/15 28N. Colado
BBAA
CC

29. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento del turbocompresor de geometría variable con servomotor.Funcionamiento del turbocompresor de geometría variable con servomotor.
24/11/15 29N. Colado

30. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento del turbocompresor de sección variable.Funcionamiento del turbocompresor de sección variable.
24/11/15 30N. Colado

31. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Turbocompresor twin-scroll.Turbocompresor twin-scroll.
24/11/15 31N. Colado

32. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Disposición con dos turbocompresores en paralelo.Disposición con dos turbocompresores en paralelo.
24/11/15 32N. Colado

33. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 2. El turbocompresor
Funcionamiento de la válvula de alivio.Funcionamiento de la válvula de alivio.
24/11/15 33N. Colado

34. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 3. Compresor volumétrico
Estructura de un compresor roots.Estructura de un compresor roots.
Compresor volumétrico:
•Accionado por el motor térmico.
•Régimen máximo de
aproximadamente 15.000 rpm.
Compresor volumétrico:
•Accionado por el motor térmico.
•Régimen máximo de
aproximadamente 15.000 rpm.
Pros:
•Respuesta inmediata al acelerador.
Pros:
•Respuesta inmediata al acelerador.
Contras:
•Restan potencia para su
accionamiento.
•Tienen un tamaño grande, por lo que
es difícil situarlos.
•Son muy ruidosos, lo que obliga a
apantallarlos acústicamente.
•Su rendimiento baja a altas rpm.
Contras:
•Restan potencia para su
accionamiento.
•Tienen un tamaño grande, por lo que
es difícil situarlos.
•Son muy ruidosos, lo que obliga a
apantallarlos acústicamente.
•Su rendimiento baja a altas rpm.
24/11/15 34N. Colado

35. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 3. Compresor volumétrico
Funcionamiento de un compresor de tipo roots.Funcionamiento de un compresor de tipo roots.
24/11/15 35N. Colado

36. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 3. Compresor volumétrico
Compresor lysholm.Compresor lysholm. Compresor de Tipo G.Compresor de Tipo G.
24/11/15 36N. Colado

37. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 3. Compresor volumétrico
Compresor y sistema de accionamiento.Compresor y sistema de accionamiento.
24/11/15 37N. Colado

38. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Sistema biturbo con turbocompresores en paralelo de diferente tamaño a bajo régimen.Sistema biturbo con turbocompresores en paralelo de diferente tamaño a bajo régimen.
24/11/15 38N. Colado

39. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Sistema biturbo a medio régimen.Sistema biturbo a medio régimen.
24/11/15 39N. Colado
Sistema biturbo a alto régimen.Sistema biturbo a alto régimen.

40. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Sistema biturbo a medio régimen.Sistema biturbo a medio régimen.
24/11/15 40N. Colado
Sistema biturbo a alto régimen.Sistema biturbo a alto régimen.
Sistema biturbo con turbocompresores en serie de diferente tamaño a bajo régimen.Sistema biturbo con turbocompresores en serie de diferente tamaño a bajo régimen.

41. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Sistema biturbo a medio régimen.Sistema biturbo a medio régimen.
24/11/15 41N. Colado

42. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
24/11/15 42N. Colado
Sistema biturbo en serie a alto régimen.Sistema biturbo en serie a alto régimen.

43. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Sistemas mixtos con compresor y turbocompresor.Sistemas mixtos con compresor y turbocompresor.
•Se usa en vehículos de
altas prestaciones.
•La UCE, en función de
la solicitud de potencia y
par, regula el
funcionamiento de los
siguientes elementos:
•Compresor
(embrague
electromagnético.)
•Mariposa del by-
pass.
•Turbocompresor.
•Se usa en vehículos de
altas prestaciones.
•La UCE, en función de
la solicitud de potencia y
par, regula el
funcionamiento de los
siguientes elementos:
•Compresor
(embrague
electromagnético.)
•Mariposa del by-
pass.
•Turbocompresor.
24/11/15 43N. Colado

44. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Sistemas mixtos.Sistemas mixtos.
24/11/15 44N. Colado

45. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» 4. Sistemas biturbo y mixtos
Fases de trabajo de los sistemas mixtos.Fases de trabajo de los sistemas mixtos.
24/11/15 45N. Colado
atmosférico
compresor
mixto
turbocomp.

46. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» Caso Final
Comprobación de los tubos flexibles de la electroválvula.Comprobación de los tubos flexibles de la electroválvula.
24/11/15 46N. Colado

47. SISTEMAS AUXILIARES DEL MOTOR SOBREALIMENTACIÓN
» Caso Final
Comprobación de la resistencia
de la electroválvula.
Comprobación de la resistencia
de la electroválvula.
Oscilograma de señal de mando
de la electroválvula de control de
sobrealimentación.
Oscilograma de señal de mando
de la electroválvula de control de
sobrealimentación.
24/11/15 47N. Colado