Las turbinas de los turbocargadores , consisten
principalmente por la rueda turbina y por el caracol turbina . Su función principal
es la de convertir la energía proveniente de los gases de escape del motor en energía
mecánica que será utilizada por el compresor para realizar el trabajo.
Los gases de escape son restringidos por el área de cruce seccional de la turbina ocasionado
una caída de presión y temperatura de
los gases entre la entrada y la salida de la turbina. Esta caída de presión es
transformada en energía cinética para hacer girar la rueda.
Existen dos tipos de turbinas: flujo axial y flujo radial.
En el caso de tipo radial el flujo cruza la rueda solo en dirección axial.
Para el caso de las turbinas de tipo radial, el gas entra de
manera centrípeta en una dirección radial a la rueda, y abandona la turbina de
manera axial.
Las turbinas axiales tiene
una mayor eficiencia que las radiales, con un costo de fabricación bajo.
Sin embargo cuando se requieren dimensiones de rueda pequeños la eficiencia de
las ruedas de tipo axial decrece, porque existen muchas pérdidas de flujo y
lograr reducir esas pérdidas resulta más costoso que hacer un ejemplar de tipo
radial. Por esta razón es común ver las turbinas de los turbocargadores de tipo
radial.
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| 1.-Turbina tipo axial |
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| 2.-Turbina tipo radial |
Características de operación
El comportamiento de las turbinas está determinado por el
flujo específico en la región de entrada, en la transición entre la carcasa y
el rotor.
En el caso de rotores pequeños y áreas pequeñas, el gas obtendrá
mayor energía, como resultado la turbina demandara más gases de escape al motor
incrementando la presión radio.
Existen mapas que muestran el comportamiento experimental de
las turbinas, como se muestra a continuación.
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| Mapa de turbina. |
El mapa del la turbina muestra el flujo de masa (curvas verdes) y la eficiencia de la turbina (curvas rojas) para varias velocidades.
Es importante que tanto turbina así como compresor estén coordinados, de lo contrario el turbocargador no llegara a el objetivo establecido.
