En los motores de combustión se debe mantener el equilibrio entre el combustible y el aire que ingresa para que se produzca la combustión de la mejor forma posible. El motor tiene una cierta capacidad de aspirar aire, lo que ingresa de oxígeno en cada cilindro es limitado y no basta con aumentar la cantidad de gasolina que ingresa para mejorar la potencia; es aquí donde se pueden instalar los sistemas de sobrealimentación para generar más fuerza de entrada de aire en los cilindros, estos sistemas pueden ser dos: Turbocompresor o Supercargador, ellos pueden llevar la entrada de aire hasta 5 veces más que la misma presión atmosférica.
En detalle los sistemas de Supercargadores y turbocompresores
Los dos principales sistemas para lograr aumentar la inducción de aire en el motor son: Los compresores de forma mecánica, mejores conocidos como Supercargadores y los turbocompresores, que se conocen popularmente como coches con sistema de turbo. Ambos van a generar el mismo efecto sobre el motor, pero para conseguirlo trabajan de formas distintas; en el caso del Supercargador, utilizan la fuerza del mismo motor generada por el cigüeñal y mediante una correa o un tipo de engranaje transmiten esa energía al compresor; el Turbocompresor utiliza los gases de escape que salen del motor para mover una turbina que comprime el aire y lo envía de regreso a la admisión.
Formas de generar la energía
El sistema de Supercargador es uno que se puede aprovechar en todo momento ya que el mismo funciona desde el encendido del motor ya que trabaja por unos engranajes directos o una corre de distribución desde el cigüeñal, mientras que el sistema de turbo necesita más tiempo para llegar a su máximo rendimiento, porque debe esperar que los gases de escape lleguen a cierta velocidad, lo que también se conoce como TurboLag. El turbo aprovecha la energía del motor que de igual forma será desechada por los gases de escape, haciéndolo un sistema de recuperación; mientras que el sistema de Supercargador es llamado parasitario porque el mismo absorbe potencia directamente del motor.
Aparte de ser diferentes en su forma de generar el movimiento para producir la inducción, también se diferencian en su parte interna encargada de comprimir el aire que llegara a los cilindros gracias a la inducción forzada. En los Supercargadores o compresores se utiliza un sistema que mediante dos o más tirabuzones que se entretejen se va empujando el aire que va a la admisión; en los sistemas de turbo se utiliza otra especie de turbina parecida a la que recolecta los gases del escape en el otro extremo del turbo. Esta principal diferencia de trabajo en cada uno se puede apreciar fácilmente en el tipo de sonido que emana de ellos, en el compresor apreciamos un sonido mecánico generando un silbido por los engranajes o poleas en funcionamiento; en los turbos el sonido es mas a descarga de aire proveniente de la valvula wastegate.
Existen soluciones para mejorar los problemas que tienen ambos sistemas o que no los hacen totalmente eficientes, estas soluciones, si bien no son totalmente efectivas los mejoran en un 90%. En los supercargadores se instala un sistema de embrague que desconecta el cargador mientras el motor se encuentra a bajas revoluciones y no necesita de la potencia adicional. En los turbos, se utilizan turbinas pequeñas que no van a necesitar tanta fuerza o velocidad en los gases para moverse y generar la compresión del sistema; también se utilizan turbinas variables (TGV) que con aspas móviles que varían su diámetro se van a comportar como un turbo pequeño al encontrarse en un rango bajo, y como un turbo grande al exigirlo en altas revoluciones.
Número de sistemas de sobrealimentación puede tener un motor
En los motores en V se pueden utilizar dos turbo pequeños, uno por cada línea de cilindros, entre los coches más emblemáticos con este sistema podemos recordar el Mitsubishi 3000 VR4, este modelo deportivo de la marca japonesa presentaba un gran rendimiento gracias a su sistema de inducción de aire. La casa BMW aplica en sus motores lineales también dos turbos, uno pequeño para las bajas revoluciones y otro más grande para cuando las exigencias y el rango de rpm sean mayor.
Coches míticos y emblemáticos como el Lancia Stratos que compitiera en el Rally hace ya algunos años, utilizaba un compresor para las bajas revoluciones y un turbo para los altos rangos, demostrando la aplicación de ambos sistemas simultáneamente en el mismo motor; esta fórmula fue recuperada por Volkswagen recientemente en el motor 1.4 TSi Twincharger.
El futuro para el mundo de los automóviles y para el de los turbos será la tendencia de utilizar motores eléctricos para dar el impulso a los gases de escape hasta que generen el flujo de aire ideal; los primeros en montar esta tecnología fueron los coches de competencia donde se necesitan bajar los costes y elevar la potencia. Categorías como Le Mans, indicar y la Formula 1, comenzaron a utilizarlo, ya que con este sistema se elimina el turbolag y se aprovecha mucho mejor la presión que se mantiene en el sistema.
Los sistemas de sobrealimentación son utilizados hoy en día por las marcas para crear motores de baja cilindrada pero capaz de generar picos de potencia increíbles. Se utilizan a su vez por preparadores de coches que desean aumentar las prestaciones del mismo; encontrando empresas dedicadas a crear sistemas específicos de fácil instalación para mejorar coches de serie. Estos sistemas han logrado bajar costes y consumo de combustible ofreciendo una excelente potencia en motores relativamente pequeños, y que, sumado a las nuevas tecnologías, seguirán siendo una opción para los motores de las generaciones futuras.
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