Los motores de combustión interna
aprovechan sólo un 25% de la energía del combustible
el resto se pierde por el escape, por
pérdidas de rozamiento mecánico y también
por pérdidas de calor al tener que
enfriar el motor.
El turbocompresor aprovecha la energía
desperdiciada por el escape con un dispositivo
que consta de una pequeña turbina, por
la cual pasan los gases de escape y la hacen girar a grandes velocidades (hasta 130.000 R.P.M) con
temperaturas del orden de los 900-1000°C.
La turbina está unida mediante un eje al
compresor, que es una rueda con una docena o más de álabes.
Cuando gira la turbina también gira el
compresor y las paletas curvadas (álabes) succionan el aire de la
atmósfera
lo hacen girar y lo impulsan a mucha
velocidad
hacia un difusor que está en la carcaza
del compresor
haciendo que el aire disminuya la
velocidad y aumente considerablemente la presión.
En la turbina se produce el efecto
contrario; en la carcaza de ésta se encuentra situada una tobera por
la cual pasan los gases de escape a presión, la cual
disminuye y en consecuencia aumenta
considerablemente l
a velocidad haciendo girar la turbina a
altísimas revoluciones.
Gracias al aumento de presión que
produce el compresor, el aire penetra en el sistema de admisión del
motor
a travéz del carburador o múltiple de
admisión (en el caso de ser injección) donde adquiere la cantidad
de combustible necesaria y llega a la
cámara de combustión para seguir el proceso normal del ciclo.
Este hecho de que la mezcla
aire-combustible esté a altas presiones quiere decir que una
proporción
mayor de ella entra en el cilindro que
en los motores aspirados.
Al penetrar más mezcla el motor
desarrolla más energía, de forma que el turbo aumenta
significativamente el rendimiento del
mismo.
Es necesario calcular la forma de los
álabes y tamaño del compresor de manera que produzca un sobrepresión
útil
a la requerida por el motor. Una vez
calculado esto es preciso diseñar la turbina que proporcione
las velocidades requeridas por
compresor. Antes de llegar a la turbina el gas de escape debe
retener tanto
como sea posible su calor, velocidad y
presión a fin de que pueda mantener a la turbina en un giro eficaz.
Cuando la turbina es pequeña la
respuesta es más rápida y el rendimiento es mejor a menor
cantidad de vueltas (turbo de baja),
mientras que si la turbina es más grande el rendimiento será mejor a
mayores revoluciones
(turbo de alta). Aunque lo último en
tecnología de turbos es el Turbo de geometría variable
que funciona en alta y en baja, ya que
por su diseño le permite variar el ángulo de incidencia de los
álabes
de la turbina de acuerdo a los
requerimientos del motor.
