Actualmente, la evolución de los turbocompresores ha traído un nuevo gran cambio con el desarrollo de los motores biturbo y de compresión por etapas. Estas mecánicas incorporan dos turbocompresores que trabajan teniendo en cuenta el régimen de giro del motor.
Es evidente que un motor biturbo tiene más piezas susceptibles de averiarse, pero a cambio ofrece –a igualdad de potencia– menos peso, un consumo inferior y un nivel más bajo de emisiones contaminantes, argumentos más que suficientes para que marcas de prestigio utilicen estos sistemas para propulsar sus automóviles.
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Qué es el biturbo y sus diferentes variantes
Como bien lo refleja su nombre, el biturbo se basa en una tecnología que emplea dos turbocompresores para sobrealimentar un motor. Este sistema puede presentarse configurado de dos maneras diferentes. El sistema puede estar definido en paralelo y, en esta constitución, cada turbo suministra aire comprimido a la mitad de los cilindros. El otro caso posible es la definición en serie, sistema también llamado secuencial, que utiliza dos turbocompresores de distintos tamaños que están conectados en serie.
Los motores biturbo en paralelo emplean dos turbocompresores de igual tamaño e idénticas características. Cada uno de ellos es accionado por los gases de escape de la mitad de los cilindros del motor. Con esta configuración, en lugar de un solo turbo de gran tamaño, como es el turbocompresor de doble entrada, se utilizan dos turbos mas pequeños. Gracias a ello, este sistema se adapta mejor al funcionamiento del motor en todo su rango de revoluciones. Se nota, principalmente, a bajas revoluciones, pues en esta situación son capaces de minimizar el turbolag, como se denomina al retraso del turbo a la hora de conseguir una fuerte aceleración en el momento en el cual el motor empieza a subir de vueltas. El biturbo en paralelo, también llamado twin turbo, es normalmente instalado en motores en V de 6 y 8 cilindros. Cada turbo alimenta a una de las bancadas de cilindros del motor.
Biturbo secuencial
Se compone de dos turbocargadores idénticos. Cuando hay poco volumen de gases de escape se envía todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocargadores para lograr una mayor potencia y un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor Wankel del Mazda Rx-7.
Motores biturbo «serie»
Al motor biturbo «serie» también se le denomina de varias maneras dependiendo de los fabricantes, lo podemos leer como sistema biturbo «escalonado», serie «secuencial» o por «etapas», «two stage» y «2-stage». Su nombre viene por que se sitúa un turbo después que el otro en el circuito de admisión para alimentar todos los cilindros del motor. Estos turbocompresores como hemos comentado anteriormente son de distinto tamaño para que funcionen uno u otro o los dos a la vez, dependiendo del numero de revoluciones del motor. El turbo mas pequeño funcionara a bajos regímenes del motor, el turbo mas grande lo hará a altas revoluciones del motor y dependiendo del sistema de admisión y su gestión electrónica podrán funcionar los dos turbos a la vez.
Funcionamiento
El sistema está formado por un turbo pequeño y otro grande que reciben la energía de los gases de escape de forma escalonada. Los gases de escape pasan primero por el turbo pequeño, que se encarga de ofrecer una respuesta contundente desde casi el ralentí hasta el entorno de las 2.000 o 2.500 revoluciones por minuto. Cuando este primer turbo alcanza su presión máxima de soplado, el exceso de presión se destina a comenzar a mover la segunda turbo (mucho más grande), que progresivamente se va “embalando” para soplar en la parte alta del cuentavueltas. El resultado es un soplado constante y creciente desde poco más del ralentí hasta el corte de la inyección. En estas condiciones, es fácil hablar de entre 90 y 105 CV por litro, alcanzándose en competición los 150 CV por litro, con cifras de par motor que rondan los 270 kgm.
A bajo régimen del motor el accionamiento del turbo grande no es significativo, puesto que los gases residuales se han desecho de su energía cinética en la turbina del pequeño. Por ello, el aire fresco sale del mismo sin comprimir.
Actualmente se utiliza el sistema biturbo «serie» sobre todo en motores Diesel
Ventajas y desventajas de un Motor biturbo
Sus mayores atributos son confiables a la hora de exigir potencia con menor cilindraje, tienen un menor peso y obtendrás un bajo nivel de emisiones contaminantes, así como un menor gasto de combustible en relación a la potencia motor. Sus puntos desfavorables son que las piezas son susceptibles a desgaste y averías mayores, que en otros tipos de motores.
Como hemos visto, las ventajas que aporta un turbo son una mejora en el rendimiento y, también, una reducción en el consumo. Pero, ¿qué desventajas tienen? Hace unos años, una de sus principales pegas eran el retraso en su respuesta; es decir, desde que uno aceleraba hasta que notaba que el motor empezaba a recibir la ayuda del turbo, pasaban unos segundos que, en ocasiones, parecían interminables. Hoy, gracias a las turbinas de geometría variable y al control electrónico de la presión del turbo, esto ya es un problema menor -y, a veces, inapreciable- comparado con el pasado.
El turbo también impone alguna limitación a la hora de diseñar la respuesta de un motor gasolina. Hay que tener en cuenta que el rendimiento de un motor de este tipo depende, directamente, de la presión que pueda generar el turbo. Por eso, lo normal es que un turbo consiga una buena respuesta a bajo y a medio régimen, pero no permite que el motor pueda empujar con fuerza a altas revoluciones. De hecho, ahí tenemos ejemplos como el nuevo 1.2 Tce de Renault, cuya potencia máxima llega a 4.500 rpm; si bien es cierto que, en la mayoría de los casos, un motor turbo de gasolina obtiene la potencia máxima entre las 5.500 y las 6.000 rpm -lejos, por ejemplo, de las 8.300 rpm a las que entrega sus 420 CV el motor V8 atmosférico de un BMW M3-.
Sin embargo, el aspecto más delicado de un turbo en la actualidad es su fiabilidad. Un turbo de gasolina llega a rondar los 800-900 grados, mientras que uno diésel se ‘queda’ en unos 500-600 grados. Además, un turbo supera con facilidad una velocidad de giro de 150.000 rpm. Por todo ello, su mantenimiento es fundamental. Cumplir a rajatabla con los intervalos de sustitución del aceite del motor y utilizar sólo el aceite que especifique el fabricante de nuestro coche es fundamental para evitar posibles averías que, por lo general, pueden superar los 1.000 euros.
Consejos de utilización
Nunca está de más seguir consejos básicos como evitar los acelerones cuando el motor está frío o esperar en torno de uno a dos minutos antes de detener el motor cuando hemos circulado durante largo tiempo a altas revoluciones. Así, permitiremos que el aceite siga circulando por el turbo, algo que termina por refrigerarlo. Esto impide que el aceite se almacene en los ejes del turbo a muy alta temperatura, algo que terminaría carbonizándolo, y que es uno de los principales motivos de avería de un turbo.
