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¿Qué es y como funciona el turbo de geometría variable?

El turbocompresor es un mecanismo empleado en la automoción para aumentar las prestaciones de los motores. Pero, ¿sabemos qué es y cómo funciona?

Un motor de combustión interna genera trabajo a partir de quemar una mezcla de aire y combustible dentro de una cámara de combustión formada por el pistón, el bloque motor y la culata (la tapa superior de la cámara, que aloja también las válvulas de entrada y salida).

Dicha cámara se alimenta de una mezcla de aire fresco y combustible por el denominado lado de admisión y expulsa los gases residuales de la combustión por el denominado escape. Los conductos que canalizan estos flujos se conocen como colectores.

Para que la presión del aire de admisión sea mayor (y, por tanto, se obtengan mayores prestaciones en un motor) se instala un compresor que es movido por los propios gases de escape salientes de la cámara, mediante una turbina solidaria al compresor a través de un eje.

De esta forma, el turbocompresor está conectado simultáneamente al colector de escape y de admisión, y su misión es la de comprimir el aire de entrada. Cuanto mayor sea la carga de gases del motor (aumento de las revoluciones con la actuación del acelerador) mayor será también la fuerza del flujo de gases de escape y, por tanto, el turbocompresor girará más rápido y será capaz de generar mayores presiones que redundarán en un mayor empuje del motor.

El principal problema de sobrealimentar un motor con un turbocompresor radica en que, a bajas revoluciones (baja carga de gases), la velocidad de giro es pequeña y la presión que es capaz de generar en la admisión es muy baja. Así pues, se puede incorporar al turbocompresor un sistema que facilite el ataque de los gases de escape a la turbina y que, a bajas revoluciones, produzca mayor giro del turbo y, como consecuencia, mayor presión en la admisión.

Para ello se coloca una corona en el lado de escape con unos álabes móviles que modifiquen el ángulo de ataque de los gases frente a la turbina. La corona es empujada por una varilla para que gire en un sentido u otro y, de esta forma, los álabes en ella sostenidos se cierran o abren y modifican el paso de gases de escape. Un pulmón neumático, a través de vacío (o en versiones más modernas, un pequeño motor eléctrico), tira o empuja la varilla para posicionar los álabes.

Cuando la velocidad de los gases de escape es pequeña los álabes se cierran para que al pasar por este estrechamiento su velocidad aumente y lo haga también la de la turbina. Cuando se exige máxima carga al motor también se adopta esta posición.

Una centralita electrónica gestiona la posición de los álabes en función de diversos parámetros, como revoluciones de motor, nivel de inyección, posición del pedal del acelerador, etc.