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Sistema de
sobrealimentacion
Motivos por el cual
sobrealimentar un motor
El principal objetivo de la sobrealimentacion es el de aumentar el rendimiento
volumetrico del motor, el cual se ve afectado por: tiempo de aspiracion demasiado
breve, roces del aire en las paredes del multiple de admision, valvulas, filtros de
aire y todo componente que pueda llegar a encontrarse en el sistema de
admision.
No resulta un problema ir introduciendo mayores cantidades de
combustible al cilindro. Sin embargo, el introducir mas aire para
poder quemar
bien ese exceso de combustible, solo puede lograrse
comprimiendolo
previamente, es decir, introduciendo el aire a mayor presion al
cilindro.
De ese modo, aunque la cilindrada es la misma, es como si fuera
mayor, pues
permite introducir en el cilindro y quemar mayor cantidad de
mezcla de
combustible y con lo que se consigue aumentar la potencia
desarrollada por el
motor.
Los motores equipados con dispositivos que comprimen el aire o
la mezcla
antes de su entrada en los cilindros se denominan motores
sobrealimentados,
mientras que los motores con alimentacion normal por presion
atmosferica, se denominan motores aspirados.
la sobrealimentacion nace en un intento por aumentar la potencia efectiva
del motor sin aumentar la cilindrada. Aumentar la potencia depende de la
cantidad de combustible quemado en cada ciclo de trabajo y del numero
de revoluciones. Pero tanto en motores de explosion por compresion
(MEC o Diesel) como en los motores de explosion provocada (MEP o de
gasolina), por mucho que se aumente el combustible que se hace llegar al
interior de la camara de combustion, no se consigue aumentar su potencia
si este combustible no encuentra aire suficiente para ser quemado. Asi
pues, solo se consigue aumentar la potencia, sin variar la cilindrada ni el
regimen del motor, mediante la colocacion en el interior del cilindro de un
volumen de aire (motores Diesel) o de mezcla (aire y gasolina) mayor que
la quese hace entrar en una "aspiracion normal" (motores atmosfericos).
Ventajas de la
sobrealimentación en los
motores Diesel
En muchos casos se utiliza el sobrealimentador simplemente
para conseguir que
el motor pueda entregar su potencia nominal pese a trabajar
en condiciones
desfavorables (atmosferas con bajo nivel de oxigeno), y
todo ello manteniendo el
consumo y practicamente sin modificar el motor base, a modo
de información, la
disminución de la presión de aire con la altura es tal que
cuando un motor
funciona a tres mil metros de altura su potencia se reduce
a menos de un 40 % de
lo normal.
La sobrealimentacion tiene dos aspectos diferentes segun se
trate de motores
diesel o de motores de ciclo otto. En los primeros se
consigue sin grandes
dificultades aumentar el rendimiento y rebajar el consumo
Niveles de
sobrealimentació
n
sobrealimentación:
• Sobrealimentación para mantener la potencia, o
mejorarla solo aprovechando la mejora del
rendimiento, manteniendo el consumo.
• Sobrealimentar para aumentar al máximo la potencia,
aumentando el consume e introduciendo modificaciones
en el motor.
En la sobrealimentación normal o a baja presión, la
potencia aumenta de un 30 aun 50 por ciento,
suministrando el aire a una presión de 1,3 a 1,5
atmósferas.En la sobrealimentación a alta presión, con
un aumento de la presión del aire de hasta 1,75 a 2
atmósferas, se logra un aumento de la potencia de un
70 a 100 porciento.
Para una sobrealimentación normal las modificaciones a
efectuar en el motor son pocas: es conveniente rebajar
algo la relación de compresión debido a que la
cantidas de aire es mayor, retrasar uno o dos grados
el avance de encendido, para no generar detonancia;
aumentar algo, si no es muy complicado el caudal de
aceite (para lubricar y enfriar el turbo) y el tamaño
del radiador de agua debido a que la tmperatura del
motor aumenta por las sobrepresiones; y añadir un
filtro adicional de aceite para garantizar un buen
filtrado del aceite que debe engrasar el equipo.
El sistema puede contar con un intercambiador de calor
(intercooler) para enfriar
el aire que va a comprimir el turbo y de esta manera lograr
un mayor caudal de
aire dentro del cilindro, el cual es vital para asegurar el
buen rendimiento de estos
sistemas de sobrealimentación, ya que si el aire se calienta
mucho, se pierda toda
la eficiencia que generan los compresores.Al no pretender
aumentar el caudal de
la bomba de inyección de combustible, en este tipo de
sobrealimentacion todo el
circuito de inyección permanece incambiado. Sin embargo, para
poder
sobrealimentar un motor a altas presiones, es preciso que
este preparado para
ello: el diseño del motor se ha tenido que modificar para
Accionamiento de los dispositivos de la
sobrealimentación.
La sobrealimentacion se puede efectuar de dos formas basicas:
• Aprovechando la potencia del motor.
En el primer caso, puede hacerse acoplandolos directamente al ciguenal mediante poleas o correas
trapezoidales, o bien haciendo girar el dispositivo por un motor electrico conectado a un generador que
a su vez esta comandado por el motor termico.
• Aprovechando la energia de los gases de escape.
no se absorbe potencia del motor, pues consume solo energia contenida en los gases de escape,
energia que de otro modo es totalmente perdida por el motor. Los gases de escape salen del motor
teniendo una presion y una temperatura que son aun superiores a las de la atmosfera, por lo que salen
a gran velocidad al poseer todavia una energia. Esta energia es la que se recupera aprovechandola
para hacer girar a una turbina y esta, a su vez, acciona al compresor
Sobrealimentación
mecánica
En esta configuracion el
compresor es accionado por el
motor al unir los ejes ya sea
directamente o mediante poleas o
engranajes.
La diferencia entre disponer de
sobrealimentacion o no reside en
que con sobrealimentacion se
obtiene una mayor presion.
El compresor (C) absorbe el aire
de la admision y lo comprime.
Segun las caracteristicas
tecnicas requeridas puede
disponer de un sistema enfriador
(IC), un intercambiador de calor)
o no. De aqui el aire es llevado
al motor (M).
Turbosobrealimentaci
ón
• En el sistema de
la figura 4 el
compresor es
centrifugo. Esta
unido por un mismo
eje a la turbina
(T) que es movida
por los gases de
escape del motor.
El conjunto turbina
compresor(C) gira a
alta velocidad.
Otra vez, el
enfriador puede
Los compresores se clasifican en
tres grupos
Volumétricos o de desplazamiento
positivo. Son aquellas que cumplen el
principio de desplazamiento positivo, esto
es, bajo las hipotesis de fluido
incompresible, contorno de volumen fluido
rigido y ausencia de fugas entre las partes
moviles, el caudal que la atraviesa esta
exclusivamente relacionado con el ritmo
de variacion de su camara volumetrica. A
este grupo pertenecen los compresores
de mando mecanico (accionados por el
ciguenal mediante pinones o correa)
Los compresores se clasifican en tres
grupos
Dinámicos o de desplazamiento no positivo. Se
rigen por la denominada Ecuacion de Euler basada
en la variacion del momento cinetico que
experimenta el fluido a su paso por la maquina. Son
los mas importantes en la industria del automovil
por sus grandes prestaciones y reducido tamano.
Son conocidos tambien como turbocompresores.
Los compresores se clasifican en
tres grupos
• Onda de presión. El unico de este tipo es el
comprex de la empresa Brown Boveri.
Transfiere la energía entre los gases de escape y el
aire de alimentación por medio de unas "ondas de
presión" generadas entre las finas paredes radiales
de un tambor, que gira gracias a una conexión
directa con el cigüeñal. Combina por lo tanto el
funcionamiento de un turbocompresor el
aprovecharse de la energía de los gases de escape
del motor, si bien el accionamiento de su rotor solo
requiere una parte muy pequeña de potencia del
motor para el mantenimiento del proceso de las
"ondas de presión". Este tipo de compresor funciona
muy bien en los motores Diesel, pero presenta
desventajas como su complejidad mecánica
funcionamiento ruidoso y costes de fabricación.
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.
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turbocompresor.
Estructura del
turbocompresor.
Circuito de lubricacion del
turbocompresor.
Válvula wastegate sobre el
turbocompresor.
• 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.
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derivados hacia un
by-pass.
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la válvula de descarga.
Temperaturas que sufre un turbo. Importancia
del intercooler.
Importancia del
intercambiador de
calor o intercooler:
•Al bajar la
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Sistema de sobrealimentacion de un motor

  • 2. Motivos por el cual sobrealimentar un motor El principal objetivo de la sobrealimentacion es el de aumentar el rendimiento volumetrico del motor, el cual se ve afectado por: tiempo de aspiracion demasiado breve, roces del aire en las paredes del multiple de admision, valvulas, filtros de aire y todo componente que pueda llegar a encontrarse en el sistema de admision.
  • 3. No resulta un problema ir introduciendo mayores cantidades de combustible al cilindro. Sin embargo, el introducir mas aire para poder quemar bien ese exceso de combustible, solo puede lograrse comprimiendolo previamente, es decir, introduciendo el aire a mayor presion al cilindro. De ese modo, aunque la cilindrada es la misma, es como si fuera mayor, pues permite introducir en el cilindro y quemar mayor cantidad de mezcla de combustible y con lo que se consigue aumentar la potencia desarrollada por el motor. Los motores equipados con dispositivos que comprimen el aire o la mezcla antes de su entrada en los cilindros se denominan motores sobrealimentados, mientras que los motores con alimentacion normal por presion atmosferica, se denominan motores aspirados.
  • 4. la sobrealimentacion nace en un intento por aumentar la potencia efectiva del motor sin aumentar la cilindrada. Aumentar la potencia depende de la cantidad de combustible quemado en cada ciclo de trabajo y del numero de revoluciones. Pero tanto en motores de explosion por compresion (MEC o Diesel) como en los motores de explosion provocada (MEP o de gasolina), por mucho que se aumente el combustible que se hace llegar al interior de la camara de combustion, no se consigue aumentar su potencia si este combustible no encuentra aire suficiente para ser quemado. Asi pues, solo se consigue aumentar la potencia, sin variar la cilindrada ni el regimen del motor, mediante la colocacion en el interior del cilindro de un volumen de aire (motores Diesel) o de mezcla (aire y gasolina) mayor que la quese hace entrar en una "aspiracion normal" (motores atmosfericos).
  • 5. Ventajas de la sobrealimentación en los motores Diesel En muchos casos se utiliza el sobrealimentador simplemente para conseguir que el motor pueda entregar su potencia nominal pese a trabajar en condiciones desfavorables (atmosferas con bajo nivel de oxigeno), y todo ello manteniendo el consumo y practicamente sin modificar el motor base, a modo de información, la disminución de la presión de aire con la altura es tal que cuando un motor funciona a tres mil metros de altura su potencia se reduce a menos de un 40 % de lo normal. La sobrealimentacion tiene dos aspectos diferentes segun se trate de motores diesel o de motores de ciclo otto. En los primeros se consigue sin grandes dificultades aumentar el rendimiento y rebajar el consumo
  • 6. Niveles de sobrealimentació n sobrealimentación: • Sobrealimentación para mantener la potencia, o mejorarla solo aprovechando la mejora del rendimiento, manteniendo el consumo. • Sobrealimentar para aumentar al máximo la potencia, aumentando el consume e introduciendo modificaciones en el motor. En la sobrealimentación normal o a baja presión, la potencia aumenta de un 30 aun 50 por ciento, suministrando el aire a una presión de 1,3 a 1,5 atmósferas.En la sobrealimentación a alta presión, con un aumento de la presión del aire de hasta 1,75 a 2 atmósferas, se logra un aumento de la potencia de un 70 a 100 porciento. Para una sobrealimentación normal las modificaciones a efectuar en el motor son pocas: es conveniente rebajar algo la relación de compresión debido a que la cantidas de aire es mayor, retrasar uno o dos grados el avance de encendido, para no generar detonancia; aumentar algo, si no es muy complicado el caudal de aceite (para lubricar y enfriar el turbo) y el tamaño del radiador de agua debido a que la tmperatura del motor aumenta por las sobrepresiones; y añadir un filtro adicional de aceite para garantizar un buen filtrado del aceite que debe engrasar el equipo.
  • 7. El sistema puede contar con un intercambiador de calor (intercooler) para enfriar el aire que va a comprimir el turbo y de esta manera lograr un mayor caudal de aire dentro del cilindro, el cual es vital para asegurar el buen rendimiento de estos sistemas de sobrealimentación, ya que si el aire se calienta mucho, se pierda toda la eficiencia que generan los compresores.Al no pretender aumentar el caudal de la bomba de inyección de combustible, en este tipo de sobrealimentacion todo el circuito de inyección permanece incambiado. Sin embargo, para poder sobrealimentar un motor a altas presiones, es preciso que este preparado para ello: el diseño del motor se ha tenido que modificar para
  • 8. Accionamiento de los dispositivos de la sobrealimentación. La sobrealimentacion se puede efectuar de dos formas basicas: • Aprovechando la potencia del motor. En el primer caso, puede hacerse acoplandolos directamente al ciguenal mediante poleas o correas trapezoidales, o bien haciendo girar el dispositivo por un motor electrico conectado a un generador que a su vez esta comandado por el motor termico. • Aprovechando la energia de los gases de escape. no se absorbe potencia del motor, pues consume solo energia contenida en los gases de escape, energia que de otro modo es totalmente perdida por el motor. Los gases de escape salen del motor teniendo una presion y una temperatura que son aun superiores a las de la atmosfera, por lo que salen a gran velocidad al poseer todavia una energia. Esta energia es la que se recupera aprovechandola para hacer girar a una turbina y esta, a su vez, acciona al compresor
  • 9. Sobrealimentación mecánica En esta configuracion el compresor es accionado por el motor al unir los ejes ya sea directamente o mediante poleas o engranajes. La diferencia entre disponer de sobrealimentacion o no reside en que con sobrealimentacion se obtiene una mayor presion. El compresor (C) absorbe el aire de la admision y lo comprime. Segun las caracteristicas tecnicas requeridas puede disponer de un sistema enfriador (IC), un intercambiador de calor) o no. De aqui el aire es llevado al motor (M).
  • 10. Turbosobrealimentaci ón • En el sistema de la figura 4 el compresor es centrifugo. Esta unido por un mismo eje a la turbina (T) que es movida por los gases de escape del motor. El conjunto turbina compresor(C) gira a alta velocidad. Otra vez, el enfriador puede
  • 11. Los compresores se clasifican en tres grupos Volumétricos o de desplazamiento positivo. Son aquellas que cumplen el principio de desplazamiento positivo, esto es, bajo las hipotesis de fluido incompresible, contorno de volumen fluido rigido y ausencia de fugas entre las partes moviles, el caudal que la atraviesa esta exclusivamente relacionado con el ritmo de variacion de su camara volumetrica. A este grupo pertenecen los compresores de mando mecanico (accionados por el ciguenal mediante pinones o correa)
  • 12. Los compresores se clasifican en tres grupos Dinámicos o de desplazamiento no positivo. Se rigen por la denominada Ecuacion de Euler basada en la variacion del momento cinetico que experimenta el fluido a su paso por la maquina. Son los mas importantes en la industria del automovil por sus grandes prestaciones y reducido tamano. Son conocidos tambien como turbocompresores.
  • 13. Los compresores se clasifican en tres grupos • Onda de presión. El unico de este tipo es el comprex de la empresa Brown Boveri. Transfiere la energía entre los gases de escape y el aire de alimentación por medio de unas "ondas de presión" generadas entre las finas paredes radiales de un tambor, que gira gracias a una conexión directa con el cigüeñal. Combina por lo tanto el funcionamiento de un turbocompresor el aprovecharse de la energía de los gases de escape del motor, si bien el accionamiento de su rotor solo requiere una parte muy pequeña de potencia del motor para el mantenimiento del proceso de las "ondas de presión". Este tipo de compresor funciona muy bien en los motores Diesel, pero presenta desventajas como su complejidad mecánica funcionamiento ruidoso y costes de fabricación.
  • 14. 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.
  • 16. Circuito de lubricacion del turbocompresor. Válvula wastegate sobre el turbocompresor. • 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.
  • 17. Estados de funcionamiento de la válvula de descarga.
  • 18. 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.