Un turbocompresor puede aumentar la potencia de un motor de automóvil entre un 10 % y un 60 % . Sin embargo, la cantidad de potencia que un turbocompresor añade depende de varios factores, como el tipo y el tamaño del turbocompresor, la presión de sobrealimentación, el flujo de escape y la eficiencia del turbocompresor.
Los demás parámetros del motor , como el sistema de combustible, el colector de admisión y la relación de compresión, también deben optimizarse para obtener la máxima potencia adicional. Nuestra guía responde con todo detalle a la pregunta: ¿ Cuánta potencia adicional proporciona un turbocompresor?
Comprensión de los turbocompresores y la ganancia de potencia
Cada motor de automóvil está diseñado y desarrollado para ofrecer una potencia específica . La cilindrada, las revoluciones por minuto, la relación aire-combustible y la relación de compresión deben optimizarse para lograr la mejor combinación de potencia y eficiencia de combustible, según Provide Cars.
Ahora bien, si desea tener más caballos de fuerza en su automóvil que los HP proporcionados de fábrica, una de las formas de conseguirlo es instalando un turbocompresor en su automóvil.
En su forma más simple, el turbocompresor es un sistema de inducción forzada que comprime y suministra más aire al motor. Esto permite que el sistema de combustible del automóvil inyecte más combustible, aumentando así la potencia del motor.
Sin embargo, no es tan sencillo como instalar un turbocompresor y obtener un aumento del 60 % en la potencia. Existen varios fabricantes, tanto de turbocompresores como de motores de automóviles, que determinan cuánto aumenta la potencia un turbocompresor , especialmente a niveles de presión de sobrealimentación elevados.
Factores que afectan la ganancia de potencia
La potencia que añade un turbo depende de nueve factores diferentes relacionados con el motor turboalimentado, el propio turbocompresor y el peso del vehículo. Es necesario realizar una puesta a punto adecuada del motor y todas las modificaciones necesarias para que sea compatible con un turbocompresor específico.
A continuación se detallan los factores que definen cuánta potencia adicional puede proporcionar un turbocompresor.
- Tamaño y tipo de turbocompresor
- Impulso de presión
- Capacidad del sistema de combustible
- Eficiencia del interenfriamiento
- Gestión y puesta a punto del motor
- Resistencia interna del motor
- Diseño del sistema de escape
- Sistema de admisión de aire
- Relación de compresión del motor
Diseño y potencia del turbocompresor
En el mercado existen varios tipos de turbocompresores. Los más comunes son el turbocompresor simple , el turbocompresor doble y el turbocompresor de geometría variable ( VGT ). También se clasifican en turbocompresores pequeños y grandes. Cada diseño, tipo y tamaño de turbocompresor tiene sus propias ventajas y desventajas.
Los turbos simples y pequeños tienen menos retardo, pero ofrecen una sobrealimentación limitada. Los turbos dobles y grandes ofrecen la máxima ganancia de potencia, pero suelen tener un carrete más lento. La selección del turbocompresor también depende del tamaño y las capacidades del motor de su vehículo.
Presión de refuerzo y su impacto
La sobrealimentación del turbocompresor es la presión del aire que entra al motor turboalimentado por encima de la presión atmosférica. Dado que el turbocompresor fuerza la entrada de más aire al motor que en un motor de aspiración natural, esto aumenta la presión en los colectores de admisión.
En términos más simples, cuanto mayor sea la presión generada por el turbo, mayor será el flujo de aire y mayor será la potencia. En detalle, es necesario considerar el diagrama del compresor del cargador.
Explica el rendimiento del turbo con diferentes flujos de aire. Debes buscar una isla de eficiencia, un punto en el mapa del compresor donde el turbo opera a su máxima eficiencia.
También es necesario considerar la relación A/R (área/radio) del turbocompresor. Cuanto mayor sea la relación, mayor será la presión de sobrealimentación y, por consiguiente, la potencia. Sin embargo, esto también provocará un mayor retardo del turbo. Lo contrario ocurre con una relación A/R menor.
Existe un límite de sobrealimentación máxima para cada motor. Una presión de sobrealimentación excesiva puede provocar detonación del motor, sobrecalentamiento, pérdida de potencia, menor eficiencia y, en el peor de los casos, fallos mecánicos.
Intercooler y rendimiento del motor
El intercooler es fundamental para un alto rendimiento del motor cuando se utiliza con un turbocompresor. A continuación, se presentan algunos puntos importantes a considerar para el rendimiento del motor.
- El aire se calienta al ser comprimido por el turbocompresor. Este aire caliente reduce el rendimiento del motor, por lo que se requiere un intercooler.
- Enfría la mezcla de aire y combustible antes de que entre en el motor. Esto aumenta la densidad de la mezcla y el contenido de oxígeno, lo que resulta en una mayor potencia.
- Un enfriamiento excesivo del aire también afectará el rendimiento del motor, por lo que el intercooler debe ser compatible con el turbocompresor y el motor.
Capacidad del sistema de combustible
La potencia que aporta un turbocompresor también depende de la capacidad del sistema de inyección de combustible y del flujo de combustible del vehículo . Esto se debe a que la turboalimentación solo añade aire al motor. Este aire adicional no genera ningún aumento de potencia hasta que se inyecta combustible adicional para mantener una relación aire-combustible óptima.
El sistema de inyección de combustible del automóvil consta de una bomba de combustible, conductos de combustible e inyectores de combustible . El diámetro de los conductos de combustible y la capacidad de la bomba y los inyectores deben ser suficientes para suministrar al motor el combustible adicional que requiere debido al turbocompresor instalado.
Casi todos los turbocompresores vienen con requisitos de suministro de combustible predefinidos para facilitar las cosas a los mecánicos que los instalan.
Ajuste adecuado para obtener la máxima ganancia de potencia
Cuando instale cualquier turbocompresor específico en el motor de su automóvil, deberá realizar una puesta a punto adecuada del motor, también conocida como puesta a punto de la ECU.
Es necesario un ajuste adecuado de la ECU para gestionar el aumento de los siguientes parámetros debido a la introducción del turbocompresor.
- Caudal de aire
- Presión de aire
- Condiciones de combustión
El ajuste nos ayudará a controlar todas las funciones principales del motor, incluidas:
- Tiempo de ignicion
- Relación aire-combustible
- Control de impulso
Tiempo de encendido
Necesitamos ajustar y optimizar el momento del encendido del motor porque, al aumentar la presión, la mezcla de aire y combustible se quema más rápido. Esto puede provocar detonaciones en el motor y causar daños permanentes en sus componentes internos. Para evitarlo, se ajusta la chispa para que salte más tarde de lo normal en el cigüeñal.
Relación de aire y combustible
Una mezcla aire-combustible normal no proporciona mayor potencia, ni siquiera con un turbocompresor. Se necesita una mezcla aire-combustible rica para aumentar la potencia del motor. La relación aire-combustible ideal bajo presión suele ser de 11.5 a 12.0:1 , más rica que la relación estequiométrica estándar de 14.7:1.
Control de impulso
Dependiendo de la posición del acelerador, el motor puede necesitar o no turbo. Para gestionar esto, la ECU del motor cuenta con un solenoide de control de sobrealimentación que funciona para impulsar o desperdiciar la presión de sobrealimentación generada por el turbocompresor.
Resistencia interna del motor
Cuando el turbocompresor aumenta la presión del aire, esta presión, junto con una combustión más potente dentro de la cámara de combustión del motor, incrementa la tensión en todas las piezas asociadas. El pistón, la biela, la culata , las válvulas de admisión y escape, y los segmentos del pistón están sometidos a una presión elevada. Todas estas piezas deben ser capaces de resistir dicha tensión para evitar fallos mecánicos.
Flujo de escape y eficiencia del turbocompresor
El turbocompresor depende del flujo de escape para funcionar y comprimir el aire. Por lo tanto, un mecanismo de flujo de escape eficiente sin duda mejorará la eficiencia del turbocompresor. Cualquier problema, como una fuga o una restricción en el sistema, puede provocar una pérdida de potencia.
Un sistema de escape y un colector de turbo de flujo libre reducen la contrapresión y permiten que el turbo funcione con mayor eficiencia. Por lo tanto, para obtener el máximo rendimiento de los gases de escape, el diámetro del escape, el convertidor catalítico y el diseño del silenciador deben optimizarse según los requisitos del turbocompresor.
Sistema de admisión de aire
Un turbocompresor añade aire adicional al sistema, pero no cuenta con un sistema de admisión de aire independiente para introducirlo en el motor. Impulsa el aire a través del mismo sistema de admisión de aire de aspiración natural para que llegue al motor.
Por lo tanto, el sistema de admisión de aire del motor debe ser lo suficientemente grande y resistente como para procesar y resistir el flujo de aire adicional a alta presión que entra en el motor a la velocidad óptima.
Relación de compresión del motor
La relación de compresión del motor juega un papel crucial al trabajar con un turbocompresor para aumentar la potencia . Una relación más alta comprime más la mezcla de aire y combustible, lo que permite obtener mayor potencia del mismo motor.
Sin embargo, teniendo en cuenta la presión de sobrealimentación del turbocompresor, la mezcla aire-combustible ya está comprimida. Cualquier compresión adicional puede provocar pérdida de potencia, golpeteo del motor o incluso fallos mecánicos.
Por lo tanto, reducir la relación de transmisión del motor según la presión de sobrealimentación del turbocompresor aumentará el rendimiento del motor y añadirá más caballos de fuerza al vehículo. Puede utilizar cualquiera de los tres métodos siguientes o una combinación de ellos para reducir la relación de transmisión.
- Reemplazo de pistones regulares con Pistones de baja compresión especialmente forjados
- Al reemplazar la junta de culata del motor normal por una junta de culata más gruesa
- Aumentar ligeramente el volumen de la cámara de combustión mediante el uso Camisas de cilindro de espesor más delgado
La relación de compresión ideal para motores turbo suele oscilar entre 8.0:1 y 9.5:1 , dependiendo de la calidad del combustible y del nivel de presión de sobrealimentación.
Retraso del turbo y coincidencia de banda de potencia
El retardo del turbo es el tiempo que transcurre entre que pisas el acelerador y el momento en que el turbocompresor proporciona la máxima presión. Todos los turbocompresores presentan este retardo, ya que dependen de los gases de escape para funcionar.
La banda de potencia es el rango de rpm del motor donde este entrega la mayor potencia. Por lo tanto, es necesario ajustar el retardo del turbo a la banda de potencia.
Ejemplos reales de turbocompresores que aumentan la potencia
Con base en el retraso del turbo y la coincidencia de banda de potencia, algunos de los casos reales en los que se aumentó la potencia del motor utilizando un turbocompresor.
| Cuenta de depósito en garantía | Tipo de motor | HP de serie | HP turboalimentado | Ganancia de caballos de fuerza | Notas | Fuente |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mazda Miata (ND) | 2.0L N/A I4 | 155 HP | ~248 HP (kit de turbo BBR) | 93 HP | El kit turbo incluye ajuste de ECU, intercooler e inyectores. | Tendencia del motor |
| Subaru WRX STI (2019) | 2.5L Turbo H4 | 310 HP | ~400–450 HP (con accesorios y ajustes) | 90–140 CV | Ganancias obtenidas con un turbo, admisión, intercooler y ajuste más grandes | Discusión en Reddit |
| Toyota 86 / Subaru BRZ (Kit Turbo) | 2.0L NA H4 | 200 HP | ~300–350 CV | 100–150 CV | Kits de turbo de posventa de Greddy, HKS, etc., con ajuste | Los cazadores de velocidad |
| Nissan GT-R R35 | V3.8 biturbo de 6L | ~565 HP (de serie) | Twin-Turbo | 700+ CV | Opciones estándar o complementarias según su región | Nissan Estados Unidos |
Conclusión
No existe una respuesta numérica única y fija sobre cuánta potencia adicional proporciona un turbocompresor. Depende de nueve factores diferentes relacionados con el motor del automóvil y el turbocompresor en sí.
Cada turbocompresor tiene su propia importancia y efecto en la potencia añadida. Si se tienen en cuenta algunos de los nueve factores mencionados anteriormente, se puede aumentar la potencia del motor del coche entre un 10 % y un 25 % .
Sin embargo, si trabajas los nueve factores, puedes agregar hasta un 60% más de potencia al motor de tu automóvil.
Al elegir el turbocompresor adecuado y optimizar los componentes del motor , las ganancias en potencia no son solo teóricas, sino que son alcanzables.
Sobre Nosotros
En Nanjing Woda Auto Technology Co., Ltd., nos especializamos en el suministro de repuestos de motor automotriz de primera calidad , incluyendo turbocompresores, culatas y más. Atendemos a clientes B2B a nivel mundial y nos enorgullecemos de brindar soluciones de alta calidad que impulsan vehículos en todo el mundo.
Contáctanos hoy para descubrir cómo podemos apoyar y potenciar tu negocio.
