Ante que nada, debemos dejar en claro a que nos referimos cuando hablamos de un sistema de sobrealimentación. Básicamente, este sistema busca forzar una mayor cantidad de aire al interior del motor del auto (mayor cantidad en comparación a la aspiración natural o atmosférica). Tanto el turbo como el compresor tienen el mismo objetivo, introducir más aire al motor, para poder quemar más nafta (o quemarla de forma más eficiente) y de esa manera lograr que el motor genere más potencia.
¿Cómo funciona el Compresor mecánico?:
Vamos a tratar de contar como funciona el compresor en términos simples y fáciles de entender. Básicamente, el compresor recibe aire del exterior y lo fuerza a mayor presión al interior del motor mediante un sistema de rotores. Los compresores están conectados mediante una polea (correa, cadena o engranajes) al ciguëñal del motor, por lo que entregan mayor potencia a mayor régimen de giro. Gracias a su forma de funcionamiento ofrece un mayor torque a bajas rpm, comparado con un turbo.
Hay distintos tipos de compresores: Roots, Lysholm, G, Sprintex, etc. Pero básicamente todos funcionan de la misma manera.
¿Cómo funciona el Turbocompresor?:
A diferencia de lo que ocurre con los compresor, el turbo no se "alimenta" del aire exterior, sino que se "alimenta" de los gases de escape. El turbo es una turbina con forma de caracol, que está conectada al colector de escape del motor y se mueve gracias a los gases de escape. Este movimiento va a un compresor que mete aire a presión en la admisión del motor. Gracias a esto se genera más potencia y aumenta el rendimiento termodinámico del motor.
Los compresores ofrecen una presión constante mientras que en un turbo la presión aumenta a medida que los gases de escape son más fuertes.
Ahora que ya explicamos a grandes rasgos como funciona cada uno de estos sistemas, veamos las principales ventajas y desventajas de cada uno.
Ventajas del compresor:
- Se genera una mayor potencia desde el ralentí.
- Puede aumentar la potencia y el torque máximo del motor hasta en un 50%.
- No tiene el retardo (lag) de los turbocompresores.
- Por lo general no necesita de intercooler (a no ser que el motor sea muy potente) y salvo el compresor de tipo G, el resto de los tipos de compresor mencionados no necesita lubricación interna.
Desventajas del compresor:
- Es ineficiente porque roba potencia al motor para crear más potencia.
- Empeora el centro de gravedad porque es una pieza muy pesada. Se suele instalar arriba del motor o entre las bancadas de cilindros.
- Tanto el bloque del motor como los sistemas de refrigeración deben estar preparados para soportar el aumento de potencia y de temperatura. De caso contrario la fiabilidad del motor se verá comprometida.
Ventajas del turbocompresor:
- Se puede incrementar la potencia máxima del motor hasta en un 100%.
- Es un sistema eficiente porque se alimenta de los gases de escape, los cuales se desperdician.
- Permite disminuir el consumo de combustible gracias al downsizing. Se puede conseguir aumentar la potencia de motores de baja cilindrada.
- Es un sistema bastante ligero y ocupa poco espacio.
Desventajas del turbocompresor:
- Los turbos están lubricados por el mismo aceite que usa el motor.
- Es una pieza muy cara.
- Se necesita instalar un intercooler para refrigerar el aire de la admisión. En casos de alta performance se deben reforzar las piezas del motor.
- La curva de potencia suele ser muy pronunciada, aunque hoy en día hay sistemas de turboalimentación muy avanzados que ayudan a reducir la pendiente de la curva.
- El Lag. Esta desventaja vamos a detallarla y vamos a ver que en la actualidad se la puede combatir. El Lag o retardo es básicamente el tiempo que se tarda entre que pisamos el acelerador y el turbo entra en acción de manera efectiva. Hoy en día, este retardo se contrarresta instalando dos turbinas iguales en lugar de una grande (Twin-Turbo), instalando un turbo de geometría variable, utilizando un turbo híbrido o eléctrico o sino los turbos del tipo Twin-Scroll.
En los turbos de geometría variable, cuando hay baja presión la turbina pone sus aspas de manera totalmente perpendiculares al flujo de aire para conseguir que la turbina comience a moverse antes y con mucha más fuerza.
En los sistemas Twin-Turbo, se instalan dos turbos que como su nombre lo indica, son de igual tamaño. Por lo general se instala un turbo que trabaja a bajas revoluciones y el otro comienza a funcionar cuando las revoluciones empiezan a aumentar, este sistema se llama de funcionamiento secuencia. También puede ser que el funcionamiento sea en paralelo.
Los turbos híbridos o eléctricos son los que equipan los autos de Fórmula 1. Estos turbos utilizan un motor eléctrico ubicado entre la turbina y el compresor, este motor puede accionar el eje del turbo a bajas vueltas y así mejorar la respuesta del turbo.
Por último, los sistemas Twin-Sroll se caracterizan por tener un único turbo accionado por dos tubos de escape, es decir que tienen dos entradas. La primera está diseñada para flujos de gas de poca carga y la segunda está diseñada para flujos de gas mayores.
Antes de terminar la nota, tenemos que decir que también hay casos en los cuales los compresores y los turbos se complementaron para aumentar la potencia de los motores. Uno de los primeros autos en equipar un motor sobrealimentado por compresor y turbo fue el mítico Lancia Delta S4 que corrió en el Grupo B de Rally.
