Cómo instalar su primer turbocompresor en cualquier motor

A veces tenemos que preguntarnos por qué alguien está tratando de hacer que N/A sea más poderosa. Admitimos que hay un millón de reglas de carreras para evitar que dominen los que suman potencia, y los turbos parecen un poco complicados. Pero tendrás que superarlo. Nos dimos cuenta de esto después de engancharnos al ver a esos muchachos turbo de bloques pequeños en YouTube vencer a los Vipers y a cualquier jinete de motos deportivas dispuesto a arriesgarse a la erupción de la carretera. Olvídese de la leva grande y el convertidor suelto; no los necesitarás. Ni siquiera tiene que preguntarse cómo esconder un bloque grande debajo del capó o dónde cortar el orificio del ventilador. Todo lo que necesita es un turbo o dos para generar una potencia obscena, y le mostraremos cómo obtener uno.

La relación de presión y el flujo de aire másico corregido son los dos números que necesita para evaluar el compresor en un mapa. Seleccione el turbo con un mapa de compresor que coloque los dos puntos graficados entre 65 y 70 por ciento de eficiencia para una aplicación en la calle. Para obtener la relación de presión, simplemente agregue la cantidad de impulso en psi a la presión atmosférica estándar (14,7) y divídala por 14,7. Usaremos 10 psi porque se acerca al umbral de seguridad para un motor de gasolina con bomba sin intercooler. La relación de presión para un motor de 302 pulgadas a 6.000 rpm es de 1,68.

Mirando un mapa del compresor, es posible cometer el error de simplemente multiplicar el CFM total del motor por la relación de presión para obtener el flujo de aire másico corregido y conectar los puntos. La verdad es que el número de flujo de aire másico corregido es el resultado de varios cálculos complejos que involucran la densidad del aire, la relación de presión, el CFM del motor e incluso la densidad del aire en el impulso. Si logra superar las matemáticas, notará que la pieza final del rompecabezas es la eficiencia del compresor determinado por una tabla.

El atajo a todo esto es lo que el ingeniero de Turbonetics Dave Austin llama conocimiento tribal. Mire lo que otros muchachos están haciendo y vea si funciona o simplemente llame a una compañía de turbo confiable para obtener algunas sugerencias. Turbonetics, por ejemplo, tiene una matriz de su popular turbo clasificada por tamaño de motor y potencia basada en años de prueba y error. La cuadrícula completa es demasiado grande para imprimirla aquí, pero puede acceder al conocimiento con un simple correo electrónico o una llamada a la línea técnica. Solo asegúrese de conocer todos los detalles sobre su automóvil y sus planes para su uso.

Segundo: La turbina Elegir una turbina implica elegir la rueda que sea lo suficientemente pequeña para responder rápidamente y lo suficientemente grande para hacer girar la rueda del compresor lo suficientemente rápido para producir la presión de sobrealimentación deseada y minimizar la contrapresión. La regla general es elegir el diámetro de rueda más pequeño que aún le permita alcanzar sus objetivos de potencia sin afectar la potencia. Los turbos modernos se pueden ajustar en última instancia con carcasas de turbina reemplazables y sincronizables, por lo que puede ajustar el sistema si no da en el blanco.

Para ayudarlo a elegir una carcasa de turbina que se adapte a sus necesidades, los fabricantes de turbos confían en una herramienta simplificada llamada relación A/R. La A es para el área y la R es para el radio. La relación A/R es la relación entre el punto central del área de la sección transversal en el pasaje y el radio desde el centro de la rueda de la turbina en la entrada hasta la voluta. Esta es una simple división de A sobre R. A medida que A se hace más pequeña, la velocidad del aire del gas aumenta, al igual que su efecto sobre la velocidad de la rueda de la turbina. Si A se vuelve demasiado pequeño, se ahogará y no podrá entregar suficiente energía al compresor, y la potencia máxima se verá afectada. La contrapresión en el motor también aumentará demasiado, lo que provocará un reflujo en el cilindro cuando se abra la válvula de escape. A medida que A crece, podrá entregar más energía a la rueda de la turbina a expensas de la velocidad. La eficiencia del turbo y el diseño de la rueda de la turbina también tienen un efecto, pero por lo general es el A/R y el tamaño de la rueda de la turbina los que determinan el embobinado, el flujo de aire general y la presión que se entregan. Como regla general, un A/R de 1,5 entregará más potencia y un A/R de 0,5 tendrá una mejor respuesta a baja velocidad. Según la matriz, a los motores entre 5,0 y 6,0 litros les gustará entre 0,68 y 0,81 A/R.

Tercero: Wastegastes y válvulas de derivación Como probablemente pueda imaginar, dado que la presión de refuerzo es creada por la presión de escape y una rueda de compresor que gira, es posible alimentar el motor con más impulso que el octanaje del combustible o incluso el propio motor puede manejar. Esta condición se llama overboost y puede controlarse mediante una válvula llamada válvula de descarga que desvía los gases de escape alrededor del turbo y hacia el flujo de escape. Las compuertas de descarga tienen referencia de impulso para regular la cantidad máxima de energía entregada a la turbina y, por lo tanto, la cantidad de impulso creado por el compresor. El tipo, la ubicación y el tamaño de la válvula de descarga son las claves para un sistema eficaz.

La mayoría de los turbos de fábricatienen una válvula de descarga integral donde el mecanismo está integrado en la carcasa del turbo y accionado por un brazo que conecta el compresor a la turbina. Aunque es compacto y funcional para una configuración de turbo simple o doble de bajo impulso, no se puede sincronizar para la instalación y coloca la puerta en la parte menos deseable del sistema. Las compuertas de descarga externas se dimensionan de acuerdo con la cantidad de energía que desea generar y deben ubicarse donde puedan recolectar todos los pulsos de escape, como el final del colector principal o el colector. Se debe evitar que los gases giren sobre sí mismos o giren bruscamente para salir de la turbina. Dado que el gas tomará el camino de menor resistencia, es posible que a altas rpm la turbina continúe aumentando la velocidad si el camino hacia el escape está restringido o la válvula de descarga es demasiado pequeña.

La válvula de derivación está conectada al lado frío del sistema y está diseñada para evitar sobretensiones y daños en el compresor. En una situación de altas revoluciones/alto impulso, si levanta rápidamente el acelerador, no hay forma de que la presión entre en el colector de admisión. Debido a que la turbina y el compresor siguen girando, la presión se acumula contra las paletas del acelerador. Esta presión puede detener la rueda del compresor o causar un aumento brusco cuando cambia de dirección, creando un área de baja presión y aumentando y disminuyendo la velocidad del compresor. La válvula de derivación simplemente ventila la presión a la atmósfera cuando se cierra el acelerador. También es la fuente del chirrido que a veces escuchas cuando los autos turbo se levantan para cambiar de marcha.

Cuarto: calor, detonación e intercooler Los primeros automóviles turbo de fábrica no tenían intercooler y, por lo tanto, no tenían protección contra el calor adicional generado por la capacidad del turbo para comprimir y calentar rápidamente el aire entrante.. Esto, combinado con la bomba de gasolina, introdujo la detonación, que sigue siendo la forma número uno de destruir su motor. La solución abarcó desde terribles relaciones de compresión estática tan bajas como 6.0:1 hasta el Turbo Rocket Fluid del turbo Corvairs que en realidad era solo una jarra de agua/metanol que se introducía en la corriente de aire de admisión para enfriar la carga. Funcionó muy bien hasta que olvidaste llenarlo. Motores de baja compresión con grandes turbocompresores hechos para autos de calle lentos y de bajas revoluciones que repentinamente se despertarían con un sobreviraje brusco y colas de pescado salvajes y humeantes. Pregúntele a cualquiera que haya tenido un Porsche 930 de principios de los 70.

La idea de un motor eficiente con una relación de compresión razonable que tenga una buena respuesta a baja velocidad y use suficiente impulso para generar potencia real es posible con un intercooler. El intercooler es simplemente un intercambiador de calor que se encuentra entre el compresor y la admisión para reducir el calor que se agregó en el proceso de comprimir el aire. En la superficie, el enfriamiento intermedio de la carga de aire le permite ejecutar más impulso o ejecutar un turbo más pequeño en un motor enfriado por aceite. Lo que realmente está haciendo es estabilizar la carga de aire de admisión para evitar la detonación y expandir todo el mapa del compresor, lo que le permite generar más potencia con un motor más pequeño y menos violencia. También recomendamos un MSD con una curva de sincronización ajustable o un sistema de control de sincronización de referencias de refuerzo para evitar traquetear el motor.

Quinto: Sistemas de combustible Para generar más potencia, necesitará más combustible. Hay tres tipos de instalaciones : los sistemas de inyección de combustible y los sistemas de inyección de combustible. El sistema de carburador de extracción tiene varias fallas, la peor es la presencia de una mezcla de aire/combustible que pasa a través del compresor y la falta de una opción de intercooler. El sistema de soplado es un poco menos arcano y funciona con los mismos principios que cualquier sistema de soplado de sobrealimentador centrífugo. Por lo tanto, los carbohidratos de soplado que se construyen específicamente para este propósito ya están disponibles. Hemos creado una buena potencia con los carbohidratos preparados para soplado Quick Fuel y Carb Shop y 10 libras de impulso, incluida una ejecución de 600 hp con un ATI ProCharger en un Ford 302.

Si tiene un motor con inyección de combustible y está ejecutando de 5 a 6 libras de impulso, puede usar una FMU (unidad de administración de combustible) que aumenta la presión del combustible o agrega combustible de enriquecimiento de alguna otra manera o pasar a un controlador del mercado de accesorios para reasignar la curva de combustible y haga funcionar inyectores más grandes. En un Mustang de 5.0L, una bomba en el tanque de 255 GPH y los inyectores de 42 lb/hr se pueden ajustar a 550 rwhp.

Los automóviles con carburador necesitan un regulador de combustible con referencia de impulso que aumente la presión del combustible junto con la curva de impulso.

Sexto: Abastecimiento de un Turbo Usando las matemáticas, puede construir un sistema completo en papel. Utilizando la ciencia de los mapas de compresores y alguna idea del tamaño y el rango de rpm de su motor, puede agregar prácticamente cualquier turbo a cualquier motor.. El truco es la disponibilidad de los mapas y las relaciones A/R de la carcasa de la turbina y los tamaños de las ruedas de la turbina. Los motores pequeños de fábrica producen pequeños turbos con válvulas de descarga internas que deberán funcionar en pares en un V-8. Por lo general, también se enfrían con agua en vehículos OE para una mayor longevidad. Son utilizables pero están lejos de ser óptimos. Como ejemplo, tomemos un Garrett T03 del ’85 al ’86 T-bird turbo cupé. El cupé de transmisión automática tiene un solo turbo con una relación A/R de 0.48, y el cupé estándar tiene un A/R de 0.63 y el mapa de eficiencia del compresor diseñado para un motor de cuatro cilindros y 2.3L. Usando el mapa en la barra lateral de Junkyard Turbo, puede ver que con una relación de presión de sobrealimentación de 1.68 (14.7+10/14.7=1.68), es fácil reducir los turbos a alrededor de 65 a 68 por ciento de eficiencia. Para mejorar la eficiencia, necesita aumentar el impulso hasta el borde irregular de la seguridad del impulso. Con un motor más grande, empeorará. Es viable; sólo tendrás que tener cuidado con lo que estás haciendo.

El atractivo del turbo chatarra de €80 es tentador, pero antes de comprar, eche un vistazo a los muchachos que realmente se divierten y vea lo que están usando. Existe una brecha entre el equipo de los años 80 y los nuevos turbos de fábrica rediseñados que aparecieron en gran medida en los autos importados en los años 90. Los avances simples, como la cantidad de componentes, el diseño de los cojinetes, los embellecedores de las ruedas y los materiales, han cambiado para mejor. Tomemos como ejemplo los turbos Garrett GT. El número de piezas móviles se ha reducido desde su primer modelo T de un promedio de 54 componentes a alrededor de 29. Esta reducción del 45 por ciento en las piezas reduce el riesgo de fallas de los componentes. El GT también tiene un cartucho de cojinete de bolas que elimina los cojinetes lisos (que en realidad son más como bujes) y el famoso cojinete de empuje de eslabón débil.

También obtiene la ventaja de un compresor más liviano y bien diseñado y ruedas de turbina que crean más potencia con menos retraso y calor. Los nuevos turbos tienen mapas de compresores modernos con una variedad más amplia de relaciones A/R y carcasas de turbinas sincronizables, una variedad de opciones de tamaño de rueda y soporte técnico para ayudar con los problemas. Las ruedas del compresor de aluminio se pueden quitar del eje de acero, por lo que las empresas de posventa pueden ofrecer varias opciones de ajuste para especificaciones de rendimiento exactas y combinar compresores y combinaciones de turbinas. El resultado es un sistema receptivo que funciona bien y genera energía en lugar de algo con lo que no estará satisfecho.

Junkyard Turbo Los héroes de Junkyard afirman que puedes ponerte un juego de turbos Thunderbird e ir a la ciudad. Eso puede ser cierto, pero estará renunciando a mucho al hacerlo. Además de las mejoras en la tecnología de cojinetes que agregan longevidad y rendimiento al turbo, los mapas de eficiencia del compresor en los compresores más nuevos son mucho más amplios, lo que le permite ejecutar más impulso en un rango de rpm más amplio que el equipo original. También puede salirse con la suya ejecutando un solo turbo para lograr los mismos niveles de potencia.

Turbo Términos Boost: Cualquier presión por encima de la atmósfera medida en el colector de admisión.

Umbral de impulso: las rpm más bajas del motor donde el turbo puede producir un impulso utilizable.

Mapa del compresor: una cuadrícula de números utilizada como herramienta para evaluar la eficiencia de un turbo en relación con un motor.

Sobrecarga del compresor: Aire que retrocede, causando que la velocidad del turbo se vuelva inestable cuando el acelerador se cierra repentinamente.

Lag: La demora entre el cambio de la posición del acelerador y la producción de impulso utilizable.

Línea de sobretensión: la línea que sigue el extremo izquierdo de la isla de eficiencia en un mapa de compresor donde el turbo se vuelve inestable.