Componentes del turbocompresor

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El gas de escape del motor expandido es dirigido a través del colector de escape a la carcasa de turbina. La presión del gas de escape y la energía del calor extraído hacen que gire la rueda de la turbina, que a su vez impulsa la rueda del compresor. Las presiones y temperaturas del gas de escape bajan cuando pasan por la rueda de turbina y luego son dirigidas a la atmosfera.

Despiece de un turbocompresor

La rueda de compresor rotativa introduce aire ambiente a través del sistema de filtración del motor. Sus álabes se aceleran y expelen el aire dentro de la carcasa del compresor, donde es comprimido y dirigido mediante el colector de admisión del motor.

El turbocompresor debe acoplarse perfectamente a cada tamaño y rendimiento de potencia de motor. La salida de potencia necesita determinar la cantidad de elevación de presión de aire requerida para entregar el volumen de aire correcto al motor. Esto se consigue mediante combinaciones de tamaño de rueda, velocidad de la misma y tamaño de la caracola.

Los turbocompresores se componen de una turbina accionada por el gas de escape y un compresor de aire redial montada en los extremos opuestos de un eje común y encerrado en carcasas de fundición. El eje mismo está encerrado y soportado por una carcasa central, a la que están unidas las carcasas de turbina y de compresor. Un turbo típico puede girar entre las 100.000 a 150.000 r.p.m., lo que quiere decir que ha de ser todo perfecto y equilibrado al máximo para que no haya roturas.

 Turbina de turbocompresor

La sección de turbina está compuesta de una rueda de turbina de fundición, un plato de fuego y una carcasa de turbina, con la entrada en el diámetro exterior de la carcasa de turbina. Es un dispositivo centrípeto, de flujo de entrada radial o mixta, en donde el gas de escape fluye hacia dentro, pasa los álabes de la rueda, y sale por el centro del diámetro exterior de la, carcasa.

A un turbocompresor sin la carcasa de turbina se le llama carcasa central (carcasa cojinetes) soporta el eje de la rueda de compresor diseñado para alta velocidad no soporta cargas pesadas, como sucede con los cojinetes del cigüeñal, pero las ruedas deben estar perfectamente posicionadas, lo más ajustados posible al contorno del extremo de las carcasas. Es clave para el posicionado del aceite que llena las holguras entre el taladro de la carcasa central, cojinetes y el eje. Esta holgura llena de aceite es vital para la eficacia y longevidad del turbocompresor.

El esquema de flujo de aceite, como el aceite entregado desde el sistema de lubricación del motor es dirigido mediante puertas y ranuras a los casquillos. El aceite fluye a través de agujeros en los cojinetes para lubricar y enfriar los cojinetes, taladros y casquillos. El aceite es también dirigido desde la puerta de entrada al cojinete axial o a través del conducto en el plato de admisión al cojinete axial. El aceite drena la carcasa por el efecto de la gravedad.

Casquillos

Sistema de sellado separan la carcasa central de la parte de turbina y compresor. Los sellos restringen que el aceite entre las áreas de compresor y turbina, reduciendo el flujo de gases, desde estas áreas a la carcasa central. Estos sistemas pueden incluir sellos de aro de pistón, sellos de carbón y tóricas, deflectores de aceite y sellos laberinto (roscados), para realizar este trabajo. Los sellos de aceite se activan cuando gira el eje y se desarrolla la presión de la carcasa.

Varios aros retenedores y pernos aseguran o mantienen en su lugar los componentes rotativos. Componentes de empuje mantienen en su lugar los componentes rotativos. Componentes de empuje mantienen la integridad axial. Se usa una tuerca de eje o una rueda roscada para unir la rueda del compresor y la rueda de la turbina. Las carcasas de compresor y de turbina están unidas a la carcasa central y conjunto rotativo por pernos, abrazaderas banda “v” y/o placas de fijación y pernos.

La válvula oscilante, la válvula poppet y las puertas de purga son tipos de dispositivos de control de escape que ayudan a controlar el “boost” (sobrealimentación). Están o bien integrados en la turbina o montados remotamente. Son activados por el diafragma o por el cilindro y los pistones llenos de aire o aceite. Cuando se abren se libera la presión de escape excesiva de la carcasa de la turbina, se dirige al sistema de escape se expulsa a la atmosfera.

Valvula
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