Turbos
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Identificación de componentes
Descripción del Turboalimentador
El turboalimentador se compone de un compresor de aire centrífugo, directamente ligado a una turbina. El rotor del compresor y el de la turbina están conectados por un eje, sustentados por bujes flotantes, alojados en una carcasa central. El compresor centrífugo consiste en una carcasa de aluminio y de un rotor. La turbina es formada por una carcasa de hierro fundido y por el eje rotor. El cuerpo central se compone; del plato compresor, protector térmico, anillos de seguridad de los bujes, bujes radiales, cojinetes axiales, collar centrífugo, anillos de pistón y anillos de sellado.
Carcasa compresora
Carcasa Turbina
Cuerpo central
Rueda turbinaRueda compresora
Despiece típico de un turbo común
Diagrama de flujo de trabajodel turboalimentador
flujo de trabajo del turbocompresor
Temperatura de trabajo
20ºC
140ºC
85ºC
– BENEFICIOS OBTENIDOS CON UN TURBOALIMENTADOR
Mayor PotenciaAl entrar mayor cantidad de aire al cilindro , el motor automáticamente puede quemar una mayor cantidad de combustible y tener así un aumento significativo de su potencia, el cual varía en torno del 20 a 30%.
Menor Consumo de CombustibleLa cantidad de combustible consumida por un motor turboalimentado es aproximadamente 10% menor a la de un motor naturalmente aspirado. Esto ocurre porque el motor turboalimentado aprovecha totalmente el combustible.
Reducción de emisión de gases contaminantesUn motor turboalimentado es básicamente un motor limpio. Cuando se dispone de un volumen mayor de aire en el cilindro, hay seguridad de una quema perfecta de los gases, evitando el desperdicio del combustible y eliminando el humo.
Comparación con y sin turbo
Función del TurboalimentadorLa función del turboalimentador es entregar un volumen de aire mayor al motor, lo que posibilita que haya una quema perfecta del combustible y un mejor desempeño.
Motor AspiradoUn motor aspirado pierde a cada 1000mts sobre el nivel del mar 10% de su potencia. Sumando esto a su deficiencia natural, en realidad la pérdida sería de aprox. 30%.
Motor TurboalimentadoUn motor turboalimentado, por el hecho de recibir el oxígeno comprimido a través del compresor del turboalimentador, trabaja tanto al nivel del mar como en altitudes variadas, con 100% de su capacidad volumétrica.
Inspección visual de turboalimentador
Chequeo de juegos axial y radial
Juego Axial
MEDICIÓN DEL JUEGO AXIAL 1- Posicionar el reloj comparador
con el palpador en la punta del eje .
2-Cerrar el reloj comparador presionando el eje para bajo.
3-Con el pulgar en la región de la nariz de la rueda de la turbina, empujar axialmente el eje hacia arriba hasta el “stop” en el cojinete axial, anotar la lectura del reloj comparador .
Nota: El juego axial podrá ser
medido con la carcasa del compresor montada
Juego Radial
MEDICIÓN DEL JUEGO RADIAL 1- Posicionar el reloj comparador con el palpador en la superficie plana de la tuerca.2-Con el pulgar en la región de la nariz de la rueda de la turbina, empujar hacia la derecha o izquierda el eje, para verificar el máximo movimiento radial.3-En la posición de máxima amplitud del movimiento radial del eje, en que los juegos de los cojinetes son anulados, cerrar el reloj comparador.4-Retornar el eje en sentido opuesto al movimiento ejecutado, hasta el “stop” en los cojinetes, anotar la lectura.
La correcta operación del motor turboalimentado es esencial para prolongar la vida útil de este componente.
Hay que tener especial atención a los problemas del sistema de lubricación y el sistema de admisión de aire. Estas son las 2 principales causales de falla en los turbocargadores.
Para prevenir la falla por estas causas debemos:
1) Chequear regularmente los filtros de aire, aceite y reemplazarlos según las indicaciones del fabricante. 2) Respetar los intervalos de mantenimiento del motor. 3) Asegurarnos que el equipo y el motor se están operando según las condiciones para las que fueron diseñados.
Una Buena operación maximiza la vida útil del turbocargador:
Partida en frio : * No acelere el motor
* Mantenga en relantí 1 minutos antes de partir
Existe una lubricación marginal en la partida que a altas revoluciones provocará la falla temprana de los cojinetes
Bajas temperaturas e inactividad prolongada
* Rotar el motor sin arrancar
Apagado del motor: * Deje el motor en
relantí antes de apagar
Relantí excesivo: * Largos períodos en
relantí producen pérdida de aceite
a través de los sellos
Una Buena operación maximiza la vida útil del turbocargador:
Antes del montaje * Asegurar una prelubricción
* Rotar el motor sin arrancar
Cuidados en la Instalación
• 1 – Colector de admisión• 2 – Ductos y mangueras• 3 – Intercooler• 4 – Colector de escape• 5 – Juntas y conecciones de
escape• 9 – Entreda y salida de aceite• 7 – Filtro de aire
Verificar que no existan pérdidas, ni restricciones en el sistema
Verificar que no existan pérdidas, ni restricciones en el sistema
1 2 3
4 5 6 7
Turbo con válvula Wastegate
Sistema de aletas VTG o VNT
Sistema de anillo desplazante VST
Anillo posición 1:solamente voluta
izquierdaabierta Anillo posición 2:
dos volutas abiertas
Anillo posición 3:
dos volutas y “by-pass” abiertos
Eje de turbina mostrando falla por falta de presión de aceite, notar que el material del buje (bronce) esta fundido sobre el eje en toda la superficie de contacto 360°.
Si no tuviese lubricación, el material se vería arrastrado, pero rodeado de un color azul.
INSUFICIENCIA DE LUBRICACIÓN
a) Restricción en la entrada de aceiteb) Falla en la bomba de aceitec) Bajo nivel de aceited) Operación del motor en un ángulo muy pronunciado
Cojinete Axial mostrando el desgaste producido por el rozamiento al faltar presión de aceite, si en vez de faltar solo presión de aceite, el mismo no existiera, el material se vería arrastrado severamente y con un color azulado.
Sin aceiteInsuficiencia de lubricación
Falta de lubricación
Aceite sucio
1. Bloqueado, dañado o mala calidad del filtro de aceite
2. Contaminación del aceite por mala manipulación en el cambio
3. Desgaste del motor4. Válvula by-pass en mal estado5. Exceso de partículas de carbón
(paradas en caliente)
Aceite sucio
Sobrecalentamiento
1. Restricción en la admisión de aire2. Paradas bruscas3. Falla en sistema de combustible 4. Restricción en la entrada de aceite5. Pérdidas de aire por rotura de mangueras 6. Abrazaderas sueltas
Exceso de temperatura
• Restricción en la admisión de aire
• Falla en sistema de combustible
• Pérdidas de aire por rotura de mangueras
• Abrazaderas sueltas
Base torcida
Inyección inadecuada
Ruedas impactadas en sus álabes
1. Revisar el filtro de aire y los conductos de entrada de aire
2. Revisar intercooler y múltiple de admisión que esté libre
de elementos extraños
Ingestión de objeto extraño
Los álabes en el área de inducción de la rueda de turbina (circunferencia exterior, mayor) están deformados y rotos por el ingreso de un objeto o material extraño.
Notar que las superficies quedan sumamente rugosas no uniformes.
(Fotos obtenidas en taller Turbodal Santiago )
Cañería de descarga de aceite desde el cuerpo central al carter obstruido ocasionando la pérdida
de aceite del turbo
El turbo pierde aceite por el lado turbina y lado compresor
El turbo pierde aceite por el lado turbina y lado compresor
Objeto extraño que obstruye los canales de lubricación del turbo, provoca un flujo
de aceite deficiente desgastando sus componentes
Falla del turbo por insuficiencia de
lubricación
Falla del turbo por insuficiencia de
lubricación
Como funciona un Intercooler ? Cuando el turbo comprime el aire, este se calienta, la temperatura de ese aire sube hasta 150 a 180C° o mas.El intercooler es un radiador que usa aire o agua para enfriar este aire, el aire al ser enfriado aumenta su densidad, esto quiere decir que entra mas aire en el mismo volumen.Desde el punto de vista del motor esto permite que entre mas aire en el cilindro y al ocurrir eso o se puede quemar mas combustible, aumentando la potencia o se puede quemar mejor el mismo combustible dando como resultado motores mas potentes y económicos.
IMPORTANTESi alguna vez usted tiene que revisar un Intercooler, es bueno que sepa que los modelos enfriados por aire (que se llaman "Aire Aire"), que son normalmente encontrados en camiones de carretera y automóviles, están diseñados para que pierdan un poco de aire, esto es normal, por lo tanto no diga que esta malo si pierde un poco, pero tenga muy presente que la cantidad de aire que tienen que perder esta perfectamente definida por los fabricantes, a modo de ejemplo vea la tabla que esta a continuación que le dará una clara idea .
Especificaciones de perdida de aireEsta prueba se realiza tapando las dos bocas del intercooler y conectando a una de ellas una línea de aire comprimido con un regulador de presión, se presuriza,se retira la línea de aire, se regula la presión a la especificada en la tabla en la columna Presión de prueba y se mide la caída de presión por perdida de aire según la columna Caída de presión aceptada.
MarcaCaída de presión aceptada
Presión de la prueba
Caterpillar5 psi en 15 segundos
30 psig
Detroit Diesel5 psi en 15 segundos
25 psig
Cummins7 psi en 15 segundos
30 psig
Mack5 psi en 15 segundos
30 psig