Cuando se trata de mejorar el rendimiento del motor, la turboalimentación y la sobrealimentación son las dos formas principales. Ambos son métodos de inducción forzada que comparten el propósito común de aumentar la potencia en motores de aspiración normal. Aunque las dos tecnologías a veces se confunden entre sí o se usan indistintamente, hay diferencias claras que las distinguen.
¿Qué es la Inducción Forzada?
Esencialmente, los turbocompresores y los supercargadores son compresores de aire que se utilizan para aumentar el flujo de oxígeno en un motor a través de la inducción forzada, pero cada uno logra este objetivo a su manera.
La inducción forzada utiliza el principio de que más aire en el proceso de combustión crea una mayor salida de potencia. Al comprimir el aire y aumentar su densidad, la inducción forzada permite que, entre más oxígeno en el cilindro del motor, lo que requiere una cantidad correspondientemente mayor de combustible. Más combustible significa explosiones más grandes en la cámara de combustión, lo que conduce a una mayor generación de energía.
En altitudes más altas, donde el aire es menos denso, la inducción forzada ayuda a recuperar la potencia perdida presurizando el aire y exprimiendo más oxígeno en los cilindros. Sin inducción forzada, un motor está limitado por la densidad del aire de la atmósfera que lo rodea, ya sea al nivel del mar o a 10,000 pies.
¿Turbo vs. Super: la diferencia clave?
Aunque ambos métodos utilizan inducción forzada, la diferencia fundamental entre la turboalimentación y la sobrealimentación es cómo los componentes de compresión de aire de cada sistema reciben energía.
Un turbocompresor tiene un enfoque indirecto, ya que no se conecta mecánicamente al motor. En cambio, utiliza la corriente de gas de escape del motor para hacer girar una turbina que alimenta el compresor.
Un sobrealimentador se conecta físicamente al motor. Funciona utilizando el cigüeñal del motor como fuente de energía directa para el compresor.
¿Qué es el turbocompresor?
Figura 1: El turbo moderno es esencialmente una pequeña turbina unida al motor, impulsada por gases de escape, que fuerza más aire a la cámara de combustión para ofrecer más velocidad. Crédito: Movimiento Garrett
A medida que los gases de escape pasan a través de una turbina y la hacen girar, la turbina crea un vacío que comprime el aire antes de forzarlo hacia el colector de admisión del motor. A medida que el motor gira más rápido, también lo hace la turbina, lo que envía aún más aire al motor y aumenta la potencia entre un 25% y un 40%.
Sin embargo, este sistema no es instantáneo. Dado que una turbina impulsada por gases de escape tarda en ponerse en marcha y la turbina debe girar a una velocidad específica para un impulso óptimo, el sistema a menudo experimentará un retraso. Este retraso, conocido como «retraso del turbo», es un lapso momentáneo de potencia que se produce cuando el turbocompresor intenta ponerse al día.
Los turbocompresores no son tan potentes como los supercargadores, pero dado que utilizan la energía recuperada en forma de gases de escape, mejoran la eficiencia general del motor. Un turbocompresor también utiliza una válvula de descarga que reduce la emisión de gases de escape al medio ambiente.
¿Qué es la sobrealimentación?
Figura 2: Accionamiento del sobrealimentador con acoplamiento torsional. Crédito: Audi
Un sobrealimentador está conectado al motor mediante una correa o cadena. A medida que gira el cigüeñal del motor, la sobrealimentador gira con él. Al igual que con el turbocompresor, el giro crea un vacío que comprime el aire y luego lo fuerza directamente al motor.
La relación de transmisión directa entre el sobrealimentador y el motor crea una banda de potencia lineal que da como resultado un impulso instantáneo del 30% al 50%. El sobrealimentador proporciona este impulso óptimo en toda la banda de revoluciones sin ningún retraso.
Esta conexión directa con el motor hace que los supercargadores sean más potentes que los turbocompresores, pero esto también hace que los supercargadores sean considerablemente menos eficientes. Al final, están diseñados para producir potencia de motor extrayendo potencia del motor. De alguna manera, son como accionar una bomba de aire con otra bomba de aire.
Además, a diferencia de un turbocompresor, un supercargador no utiliza una válvula de descarga. Esto significa que emite más smog que su contraparte turbocargada.
Los pros y los contras de cada uno
Si bien la turboalimentación y la sobrealimentación aportan un aumento significativo de la potencia a los motores de aspiración normal, cada uno tiene sus pros y sus contras.
Ventajas del turbocompresor:
- Ideal para aplicaciones de motores de menor cilindrada; a menudo emparejado con motores de cuatro cilindros
- Peso más ligero y menor impacto en el ahorro de combustible
- Funcionamiento del tren motriz más eficiente en general debido a la recuperación de la pérdida de energía (gases de escape)
- Utiliza una válvula de descarga que reduce las emisiones de carbono.
Contras del turbocompresor:
- Presencia de turbo lag
- Diseñado para proporcionar impulso dentro de un rango de funcionamiento específico del motor en lugar de en toda la banda de revoluciones
- Mayor requerimiento de aceite de motor debido a temperaturas de funcionamiento extremadamente altas
- Instalación compleja
Ventajas de la sobrealimentación:
- Produce significativamente más caballos de fuerza que el turbocompresor
- Una solución rápida para aumentar la potencia en motores de mayor cilindrada con más cilindros
- No hay retraso de potencia como se ve con la turboalimentación; la entrega de energía es instantánea
- Ofrece un aumento de potencia a bajas revoluciones del motor en comparación con los turbocompresores
- Experimenta una vida más larga y menos desgaste por calor que la turboalimentación
Contras de la sobrealimentación:
- La ausencia de válvula de descarga da como resultado más emisiones de carbono.
- Menor economía de combustible debido al consumo directo de energía del motor
- Sonido más fuerte y abrasivo que el turbocompresor.
Conclusión
Los turbocompresores y los supercargadores son formas altamente efectivas de obtener más potencia y rendimiento de cualquier motor. Pero cada sistema viene con un conjunto único de compensaciones. Para aquellos que buscan equilibrar el rendimiento con el ahorro de combustible y la eficiencia, el turbocompresor es la mejor opción. Para aquellos más interesados en una solución sencilla para la potencia bruta, es más probable que la sobrealimentación sea el camino a seguir.
