¿Qué es un turbo de geometría variable?

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Seguro que en multitud de ocasiones habrás oído eso de “…este coche equipa un turbo de geometría variable…”, e intuitivamente te viene a la cabeza eso de que ese turbo es mejor porque algo de su forma, de su construcción, cambia y se adapta. Pero… ¿sabes realmente cómo trabajan estos turbocompresores? No te preocupes, que para eso estamos nosotros y te lo vamos a explicar en un santiamén.
 

¿Cuál es su principio de funcionamiento?

Turbo Geometria Variable Volvo
Los turbos de geometría variable (VTG) nacen para solucionar uno de los principales problemas que presentan los turbos convencionales. Este problema consiste que a bajas revoluciones los gases se escape son expulsados con muy poca velocidad de los cilindros, y apenas tienen fuerza para impulsar la turbina y comprimir el aire de admisión. Por tanto, a bajos regímenes el motor actúa como si de un atmosférico se tratase. Por el contrario, a muy altas revoluciones, los gases salen con muchísima energía, y hacen girar tan rápido la turbina que se alcanza la presión máxima en el colector de admisión y entra en funcionamiento la válvula de descarga del turbo, haciendo que parte de esos gases de escape no pasen por la turbina.

Así pues, la solución que plantean los turbos de geometría variable es variar la sección de entrada de la turbina. A baja carga, esta sección es menor que en un turbo convencional, de forma que para que los gases de escape puedan pasar por ella al ritmo que se requiere deben aumentar su velocidad, y por tanto, aumentan la velocidad de giro de la turbina y del compresor. Así, a medida que aumenta la carga la sección de paso es mayor. Esto provoca que a altas revoluciones dicha sección sea más grande que en un turbo convencional y los gases de escape entren más despacio, por lo que la presión máxima de admisión de alcanzará a un régimen mayor. De hecho, los VTG prescinden de la válvula de descarga o wastegate, ya que su función la consiguen adoptando esa sección de entrada a la turbina mayor.

Los turbos de geometría variable cambian la sección de entrada de los gases de escape a la turbina en función del régimen de giro, haciendo que éstos aumenten o disminuyan su velocidad.

 

¿Qué ventajas e inconvenientes presentan?

La gran ventaja de este tipo de turbocompresor es que se consigue un motor que trabaja de forma más progresiva y menos brusca. Por el contrario, presenta los inconvenientes de ser más complejos, y por tanto más caros, que los turbos convencionales, además de poseer más elementos móviles, por lo que su lubricación juega un papel más importante si cabe. Por último, su implantación en motores gasolina resulta más complicada, puesto que los gases de escape salen a unos 250° C más que en los motores diesel, por lo que la fiabilidad y operatividad de ese mecanismo móvil para variar la sección se ve comprometida.

No suelen usarse en propulsores de gasolina, en los que la temperatura de los gases de escape es mayor puede provocar problemas de fiabilidad en los elementos móviles que varían la sección.

Según la forma de conseguir el cambio en esa sección se distinguen dos tipos de turbos de geometría variable, los de álabes móviles, y los de campana o difusor variable.
 

Turbos de geometría variable de álabes móviles

Turbo Geometria Variable Alabes Moviles Bmw
Estos turbos dispones de una corona con unos álabes móviles que se orientan en función del régimen de trabajo del motor para conseguir esa sección menor o mayor. Estos álabes se mueven gracias a la acción de un mecanismo de varillas y palancas operado por una leva, la cual gira por acción de una capsula neumática, tal y como sucedía con la válvula de descarga. En motores más modernos, esta capsula neumática se sustituye por un servomotor eléctrico que se mueve según le indique la centralita del vehículo.

Para conseguir una sección de paso menor estos álabes deben de cerrarse, y viceversa. En caso de que los álabes se encuentren en su posición de máxima apertura indican que algo va mal, puesto que esa es la posición de emergencia.
 

Turbos de geometría variable de campana o difusor variable

Estos turbos tienen una campana que se desplaza axialmente por la turbina. Así, a bajo régimen casi cierra el paso de los gases de escape consiguiendo una sección menor, y a medida que se aumenta el régimen de trabajo se desliza axialmente, abriendo el paso a dichos gases.

Pues con esto podemos dar por concluida esta sencilla explicación de cómo funciona un turbo de geometría variable. Espero que te haya resultado amena e ilustrativa, y no olvides seguir consultando Diariomotor para seguir conociendo cómo funcionan los diversos elementos de tu motor.

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