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Los términos «turboalimentado» y «sobrealimentado» han entrado en el vocabulario estadounidense. Son mencionados rutinariamente por todos, desde políticos hasta reporteros de televisión y comediantes en coches tomando café. Y, aunque popularmente se entiende que estas expresiones sugieren que a cualquier cosa se le da más vida, se hace más fuerte o altamente emotiva, acelerada o mejorada, la mayoría de las personas no son conscientes de la tecnología que proporciona a esas frases su significado. ¿Qué son exactamente los turbocompresores y sobrealimentadores, y cuál es superior?
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Más potencia necesita más aire
La cantidad de energía producida por un motor de combustión interna está determinada principalmente por la cantidad de combustible que puede quemar y la rapidez y eficacia con la que transforma ese calor en fuerza mecánica. Sin embargo, debido a que el combustible requiere aire (específicamente, el oxígeno que se encuentra en el aire) para quemarse, la potencia máxima de un motor está determinada esencialmente por la cantidad de aire que puede tomar para quemar ese combustible.
Como resultado, bombear más aire en un motor de lo que normalmente absorbería le permite quemar más combustible y crear más potencia. Un turbocompresor o un sobrealimentador pueden proporcionar esta entrada adicional de aire. Ambos son compresores de aire, pero funcionan y funcionan de maneras bastante diferentes.
Dos tecnologías que sirven a un solo propósito
Un turbocompresor utiliza la velocidad y la energía térmica de los gases de escape calientes (y en expansión) que salen de los cilindros de un motor para hacer girar una turbina, que alimenta un pequeño compresor o impulsor, que devuelve más aire al motor. Un sobrealimentador, como un turbocompresor, agrega más aire al motor, pero es impulsado físicamente por el motor a través de una correa que gira fuera del cigüeñal o por un motor eléctrico.
Ventajas y desventajas
Cada una de estas tecnologías de mejora del rendimiento tiene pros y contras. Aún así, la diferencia más notable al volante es un ligero retraso en la respuesta a su pie derecho en un vehículo turboalimentado, especialmente cuando presiona con fuerza el pedal. Esto se debe a que el turbocompresor necesita un segundo para «enrollarse» antes de proporcionar su ráfaga de potencia adicional: el calor y la presión del escape tardan un segundo en acumularse lo suficiente como para hacer girar el turbo después de pisar el acelerador. Por razones obvias, se conoce como «boost lag» o «turbo lag».
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Un sobrealimentador, por otro lado, no tiene retraso; Debido a que su bomba de aire está conectada directamente al cigüeñal del motor, gira continuamente y responde rápidamente. El impulso de potencia que da y, por lo tanto, la reacción del motor que sientes a través del asiento de tus pantalones, crece en proporción directa a cuánto presionas el pedal.
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Si bien la desventaja fundamental del turbo es el retraso de impulso, la principal desventaja del sobrealimentador es la eficiencia. Debido a que un sobrealimentador gira a sí mismo usando la propia potencia del motor, drena la potencia, cada vez más a medida que aumentan las RPM del motor. Debido a esto, los motores sobrealimentados son menos eficientes en el consumo de combustible. La sobrealimentación, por otro lado, es el camino a seguir cuando se trata de crear una enorme potencia con una rápida respuesta del acelerador de patada en la espalda. Se utiliza en varios vehículos de alto rendimiento, incluidos el Chevrolet Corvette Z06 de 650 caballos de fuerza y el ZR1 de 755 caballos de fuerza, así como los SRT Challenger Hellcats y Demons de Dodge de más de 700 caballos de fuerza.
Y el gran premio es para:
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Los fabricantes de automóviles han hecho su elección: el turbocompresor gana por un margen significativo. No se trata tanto de potencia como de ahorro de combustible. Los requisitos federales para una economía de combustible cada vez mejor, las estrictas reglas de emisiones de gases de efecto invernadero y la demanda de los clientes de una alta eficiencia de combustible han obligado a los fabricantes de automóviles a emplear turbocompresores en lugar de sobrealimentadores.
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El turbocompresor ha permitido a los fabricantes de automóviles reemplazar numerosos motores V-6 con motores turboalimentados de cuatro cilindros en línea más económicos que producen al menos una potencia similar y, con frecuencia, más torque para hacer girar los neumáticos. Por el contrario, los motores turbo de seis cilindros han reemplazado a múltiples motores V-8 en automóviles deportivos y de lujo de mayor rendimiento. IHS Markit, un proveedor de información global, enumera 220 modelos de 2018 con al menos un motor turboalimentado y solo 30 con un motor sobrealimentado.
Volvo, un fabricante de automóviles sueco, optó por no seleccionar entre las dos tecnologías. En algunos de sus cuatro cilindros en línea de 2.0 litros, actualmente utiliza ambos tipos de potenciadores de potencia: un pequeño sobrealimentador tradicional (impulsado por el motor) para una capacidad de respuesta de gama baja y un turbocompresor para una potencia de altas revoluciones.
Hay una nueva tecnología en la ciudad: la sobrealimentación eléctrica
La sobrealimentación eléctrica es una nueva opción de aumento de potencia que ha entrado recientemente en el mercado. Las versiones de alto rendimiento Mercedes-AMG CLS53 y E53 para 2019 tienen un nuevo motor turboalimentado de seis cilindros en línea de 3.0 litros y 429 hp con un sobrealimentador eléctrico que complementa el impulso de altas rpm del turbo. Un compresor es hecho girar por un motor eléctrico para entregar una ráfaga de torque a bajas rpm que cierra la brecha de potencia que a menudo se siente como retraso del turbo.
Según BorgWarner, el sobrealimentador eléctrico «ofrece impulso bajo demanda hasta que el turbocompresor toma el control, mejorando el impulso a bajas velocidades del motor y prácticamente eliminando el retraso del turbo». Podemos certificar que este motor funciona como se describe después de extensas pruebas. Se ofrecerá en motores de al menos dos fabricantes de automóviles más en un futuro próximo.
Mientras tanto, hay un claro ganador en la guerra de décadas entre los métodos de aumento de potencia, al menos según los fabricantes de automóviles, que han seleccionado el turbocompresor para prácticamente todos sus motores de potencia de producción actual. Pero, de hecho, la lucha de brazos continúa. Se espera que ambas tecnologías coexistan en el futuro de los motores de combustión interna, según los primeros indicios.