domingo, 28 de junio de 2009

¿Hibridar turbo?

tengo mi propia opinion al respecto sobre si hybridar o no...pero vamos a ir poco a poco.

Que es un turbo?

Un turbo es esencialmente un compresor accionado por los gases del escape, cuya misión fundamental es presionar el aire de admisión, para de este modo incrementar la cantidad que entra en los cilindros del motor en la carrera de admisión, permitiendo que se queme eficazmente más cantidad de combustible. De este modo, el par motor y la potencia final pueden incrementarse hasta un 35%, gracias a la acción del turbo. Este dispositivo ha sido proyectado para aumentar la eficiencia total del motor.

La energía para el accionamiento del turbocompresor se extrae de la energía desperdiciada en el gas de escape del motor Un turbocompresor puede girar a velocidades de 120.000 RPM. En algunas unidades de alto rendimiento; y esta compuesto de tres secciones: la carcasa central, la turbina y el compresor.

Funcionamiento del turbo

En términos generales existen dos tipos de turbos el de impulso y el de presión constante. Cada uno tiene sus propias características de funcionamiento y, sin embargo, ambos actúan de la misma forma básica Una vez puesto en marcha el motor, los gases de escape de motor que pasan a través del alojamiento de turbina hacen que giren la rueda de turbina y el eje, los gases se descargan a la atmósfera después de pasar por el alojamiento de turbina, el turbocompresor responde a las exigencias de carga del motor reaccionando al flujo de los gases de escape del motor. Al ir aumentando el rendimiento del motor aumenta el flujo de los gases de escape y la velocidad y el rendimiento del conjunto rotatorio aumentan proporcionalmente mandando más aire al soplador del motor. Algunos motores están dotados de "INTERCOOLERS" para reducir la temperatura de descarga del aire del turbo antes de su entrada en el soplador

En resumen, el turbocompresor tipo impulso presenta una rápida reacción del conjunto giratorio, debido a la rápida sucesión de impulsos de gas de escape sobre el conjunto de la turbina. Se usa principalmente en aplicaciones automotrices, cuando es importante la respuesta en aceleración Los turbocompresores de presión constante son utilizados principalmente en grandes motores Diesel, en maquinas excavadoras y en aplicaciones marinas, donde la respuesta de aceleración no es tan critica.

Sistema intercooler

El sistema intercooler consiste en un intercambiador de calor en el que se introduce el aire que sale del turbocompresor para enfriarlo antes de introducirlo en los cilindros del motor. Al enfriar el aire disminuye la densidad de este por lo que para el mismo volumen de los cilindros se puede introducir mayor masa de aire y así mejorar el rendimiento del motor.


Principales ventajas del Turbo

Dado que el turbo es activado por la energía del gas de escape, que en su vertido al exterior es desperdiciada, un motor turboalimentado ofrece muchas ventajas sobre los del tipo convencional. De entre ellas podemos destacar.

Aumento de potencia

Un turbo puede incrementar la potencia y de un Diesel en un 35% por encima de la versión estándar. De esta manera, un motor turboalimentado de cuatro o seis cilindros, puede trabajar, como un V8 sin turbo.

Reducción del ruido del motor

La carcasa de la turbina actúa como un conjunto de absorción del ruido de los gases de escape del motor. Del mismo modo, la sección del compresor reduce el ruido de admisión producido por los impulsos en el colector de admisión. Como resultado de todo ello, un motor con turbo es, normalmente, mas silencioso que otro convencional, aunque generalmente se percibe un silbido característico cuando el motor esta; bajo carga o acelerando.

Desventajas del turbo

Potencias reducidas a bajas revoluciones.

Cuando se lleva poco pisado el acelerador y por lo tanto un régimen de vueltas bajo, los gases de escape se reducen considerablemente y esto provoca que el turbo apenas trabaje. La respuesta del motor entonces es poco brillante salvo que se utilice una marcha convenientemente corta que aumente el régimen de giro.

Mayor costo de mantenimiento

El mantenimiento del motor con turbo es mas exigente que el de un motor estándar ya que requieren un aceite de mayor calidad y cambios de aceite mas frecuentes, dado que este se encuentra sometido a condiciones de trabajo mas duras al tener que lubricar la turbina y el compresor frecuentemente a muy altas temperaturas. Los motores turboalimentados requieren mejores materiales y sistemas de lubricación y refrigeración mas eficaces.

El termino "hibridar" es un termino complejo y hay varias formas de hibridar un turbo. Segun la definicion, hibridar es mezclar diferentes tipos de algo...asi pues,hacer un turbo hibrido es montar una caracola de admision de un turbo en una caracola de escape de otro.esto se hace para que el turbo genere la misma velocidad de circulacion de gases desde bajas vueltas y asi lograr una entrega de potencia mas lineal y no encontrarnos a un regimen demasiado alto y poco aprovechable la llamada patada de los motores turbo.y es esta principalmente su mayor ventaja ya que,sobre todo en motores catalizados,los turbos suelen tener su momento de accion mas notoria por encima de las 3500rpm.

La desventaja mas clara es que se genera mas calor en el circuito de admision y escape y esto en ocasiones provoca el mal funcionamiento en determinados modelos de los sistemas cataliticos.ademas,la incorporacion de un turbo hibrido suele recomendar un intercooler de mayor tamaño que tardara mas en cargar y por lo tanto provocara cierto retraso en el funcionamiento a plena potencia del turbo.de esta forma,ganaremos mucho par,pero estaremos en al misma situacion anterior.

En este caso la forma de hybridar es unir un turbo y un compresor.

http://www.sae.org/automa...ok/09-2005/1-113-9-86.pdf

En paralelo a las turbinas de un turbo de geometría fija lleva un motor/generador, que genera electricidad cuando a las turbinas "les sobra potencia" y la aporta cuando la presión de gases no aporta la energía suficiente para que el turbo convencional genere la sobrepresión deseada.

Es decir, se va recargando de medio régimen para arriba, restando de paso presión de soplado al turbo (posiblemente no se necesitase ni wastegate), y es capaz de hacer que un turbo de geometría fija sople con mucha fuerza desde pocas revoluciones, mucho mejor de como podría hacerlo un turbo de geometría variable.

Lo unico malo es que,al leer esto,me surgen unas dudas con este metodo que comparto con un forero del lugar donde saque esta informacion,y es:

Según entiendo, la energía sobrante se almacena, para cuando no haya presión de los gases de escape suficiente como para comprimir los de admisión. Supongo, que la waste será suprimira ó se cambiara por un "interruptor" que embrague el generedor (ó compresor de aire conectado a un calderín para usarlo en la admisión a cuando disminuya la carga).

Entonces .. nada más arrancar el coche ¿tendremos disponible a pocas revoluciones está sobrealimentación? De no ser así, ¿no sería un un motor un poco "raro" que por ej, unas veces a 1300rpm da 20Nm y otras veces 100Nm?

La respuesta es que,efectivamente,tendriamos par desde el propio ralenti disponible a mansalva...os imaginais los que habeis subido en mi sierra que empujara asi desde el momento en que conecta el embrague?UF!

p.d.-espero haberos aclarado algo y que sepais que como siempre,esto esta basado en mis conocimientos(que reconozco que son bastante limitados)y lo que he podido averiguar en diversos foros del motor.