Todo lo que tienes que saber sobre el Turbocompresor: Funcionamiento, tipos y las averías más comunes

¿Quién en nuestros días no ha visto lo que es un turbo? Mucha gente sabe lo que es un turbo sólo porque lo dice la nomenclatura de su coche, o porque le suena eso de TURBO, pues sí, parece que nos diga que tenemos un cohete en el coche y que casi volaremos. Lo cierto es que así parece. La potencia y sobretodo el par que nos proporciona una mecánica turboalimentada en comparación con una atmosférica es en algunos casos astronómica.

Pero realmente qué es un turbo, cómo se cuida y qué problemas nos puede presentar sino lo tratamos con un poquito de cuidado.

Lo primero que os vamos a contar es,

¿Qué es un turbo y para qué sirve?

Un turbo, no es un concepto nada nuevo en el mundo de la automoción. Se trata de un elemento que se inventó en los primeros años del siglo pasado por Alfred J Büchi, un ingeniero de automoción. Pero no fue hasta la década de los 40, cuando se empieza a implantar en instalaciones industriales, marinas y ferroviarias. Ésta tecnología ha ido evolucionando a un ritmo, relativamente lento, hasta que se ha ido incorporando en los vehículos equipados con motor diésel, donde se ha hecho muy popular.

El porqué se ha popularizado tanto en los motores diésel, radica en la idea de funcionamiento del propio motor. Si os acordáis del artículo sobre inyección diésel, os comentábamos que, la forma en que se genera la combustión en este tipo de motores es por compresión, por lo que no hay mezcla alguna de aire-combustible en la carrera de compresión; sólo hasta que el pistón no llega al punto muerto superior (donde termina la carrera de compresión) no se inyecta el combustible.

Basándonos en esta idea de funcionamiento de exceso de aire, el turbo hace que entre más cantidad de aire en el cilindro a base de comprimirlo, en condiciones de misma cilindrada unitaria y régimen de motor (rpm). Además, las presiones que se alcanzan al final de la carrera de compresión y sobre todo en la de expansión son muy superiores (40-55 bar) que en los motores gasolina (15-25 bar).

Estas presiones se consiguen mediante una turbina accionada por los gases de escape, en cuyo eje se fija un compresor centrífugo que toma el aire a presión atmosférica después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en los cilindros a mayor presión. Los gases de escape inciden radialmente en la turbina, saliendo axialmente después de ceder gran parte de su energía interna (mecánica + térmica) a la misma. El aumento de temperatura producido por la compresión del aire, la vamos a contrarrestar mediante el uso de un intercambiador de calor o intercooler, el cual nos va a reducir la temperatura antes de volver a entrar en el cilindro. La energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de escape, no resta potencia al motor cuando el turbocompresor está trabajando, ni provoca pérdidas fuera del rango de trabajo del turbo, si lo comparamos con otros sistemas, como los sistemas con compresor mecánico (sistemas en los que el mismo compresor está accionado por una polea conectada al cigüeñal).

¿De qué se compone el turbo y cuantos tipos existen?

Esas serían las siguientes preguntas que nos deberíamos que hacer para terminar de comprender, qué es esto del turbo:

Los motores equipados con sobrealimentación por turbo, constan, en su forma básica de una turbina que gira gracias a los gases de escape, y de un compresor, encargado de tomar el aire que proviene del filtro e introducirlo en los cilindros a presión. Estos componentes están unidos por medio de un eje, tal y como podemos ver en la imagen superior.

Si vamos aplicando elementos móviles a los turbos, nos vamos a encontrar 3 tipos diferentes:

Compresor de turbina fija

Son los más económicos y los más fiables. Se han estado utilizando en motores tanto diesel (inyección indirecta) como en gasolina. Al no tener piezas móviles, tienen un tiempo de respuesta muy alto, es decir, tienen un lag muy elevado, por lo que les cuesta mucho que comiencen a soplar.

Compresor de geometría variable

Consiste en un turbocompresor que tiene un mecanismo de álabes móviles que se abren y cierran haciendo variar la velocidad de los gases de escape al entrar en la turbina, en función de la carga de la misma. A menor caudal de gases de escape (bajas revoluciones) se cierra el paso entre los álabes provocando que los gases aumenten la velocidad al entrar en la turbina; a mayor caudal (altas revoluciones) necesitamos más trasiego por lo que estos se irán abriendo. Esto nos permite tener una presión muy lineal en todo el régimen de trabajo del turbo. En cualquier motor diesel modelos podemos encontrarnos con este tipo de turbo.

Compresor Twin Scroll

Se llaman así por tener dos entradas en la zona del compresor canalizando el aire de forma independiente a cada uno de los cilindros, por este funcionamiento hace que se asemejen mucho a los bi-turbo. Este sistema es de los más modernos ya que sus prestaciones son muy constantes en cualquier rango de revoluciones ya que aprovechan mejor la presión de los gases de escape para impulsar la turbina. Alguno modelos de Volvo con motor gasolina utilizaban este sistema para sobrealimentar.

¿Qué tipo de averías nos pueden aparecer en los turbo y cómo podemos remediarlo en la medida de lo posible?

Antes de empezar a comentar, qué tipo de averías son las más comunes en los turbocompresores, tenemos que hacernos una idea del coste que suelen tener estos elementos.

Si elegimos la primera opción, vamos a decantarnos por la más cara, ya que el precio oscila entre los 1.000 y los 1.500 euros aproximadamente. Si decidimos comprarlo remanufacturado o reconstruido, el precio desciende hasta la mitad, más o menos, entre 300 y 600 euros. Pero si decidimos adquirirlo de segunda mano, el precio desciende todavía más, colocándonos en un baremo que estará entre los 200 y 400-450 euros, dependiendo del tipo de vehículo, motor, y el estado en el que se encuentre, por supuesto.

¿Por qué os digo esto? Porque, este elemento tiene una cara A y una cara B. Es un componente muy robusto, por su construcción, materiales utilizados, tratamientos térmicos, pero a su vez es muy frágil. Tened en cuenta que hay modelos que sobrepasan las 150.000 rpm, llegando incluso a las 200.000 rpm. En estas condiciones, la temperatura a la que está sometido es muy elevada en la zona de la turbina (700-800º) por lo que la refrigeración y lubricación son esenciales, mientras que en la parte del compresor la temperatura llega a ser una cuarta parte.

Con lo expuesto arriba, tenemos que tener en cuenta que la mayoría de las averías se producen por fallos de lubricación, ya sea por exceso, defecto o mala calidad del aceite empleado. Otra causa que nos puede provocar averías es nuestra amiga la carbonilla, taponando el turbo y limitando su funcionamiento. A parte de estas causas, nuestro modo de conducir tiene un papel muy importante en el desarrollo de estas averías, como por ejemplo, si somos de esos que aún no hemos arrancado el motor y lo tenemos en frío, ya estamos dando caña al sistema.

Las averías más comunes que conlleva la rotura del turbo, por probabilidad:

Desgaste del carrete del turbo

Debido a que la velocidad y temperatura a la que se somete es muy elevada, el eje gira sobre unos casquillos herméticos que le permiten flotar sobre aceite a presión. No vamos a utilizar rodamientos, ya que no soportarían esa fuerza de trabajo.

Holgura en el eje

Cuando el eje se desequilibra a causa de los desgastes por rozamiento, puede quebrar los extremos de las palas de la turbina, haciendo que los fragmentos que genera lleguen a los cilindros, produciendo mayores averías. Este síntoma lo podemos detectar si escuchamos ruidos anormales.

Geometría variable agarrotada

Debido a un exceso de carbonilla, sobre todo en los motores diesel, podemos perder el control de la presión de soplado en nuestro motor. Nuestro coche se pondrá en modo de seguridad y tendremos el consiguiente aviso de fallo motor en el cuadro de relojes.

Fallo de la válvula de descarga «wastegate»

Si se perfora la membrana que acciona sistema de control de presión del turbo, la válvula podría abrirse, generando una presión de soplado irregular y por consiguiente, el motor pasaría a modo de emergencia, limitando sus prestaciones.

Fugas de presión

Cuando los manguitos y abrazaderas del turbo se aflojan o agrietan por el constante cambio de presión y contacto con el lubricante, además del paso del tiempo, se puede generar una pérdida de potencia, generándose silbidos con un tono más grave de lo normal cuando aceleramos.

Para reducir o evitar que se produzcan estas situaciones tan desagradables y la consiguiente factura astronómica por parte del taller, os vamos a dar unos consejos de uso y conservación.

Lo primordial para que el turbo nos dure largo tiempo, es tener cuidado en el momento arrancamos o apagamos el motor, quiero decir, si tenemos el motor recién arrancado y en frío, vamos a evitar darle acelerones, ya que el turbo no está debidamente lubricado. Hasta que no vaya cogiendo la temperatura óptima, tanto el motor como el aceite, no podremos apretarle, de lo contrario se cristalizaría el aceite, disminuyendo su capacidad de lubricación.

Tampoco es nada bueno aumentar las revoluciones con el coche en vacío o punto muerto, y mucho menos apagar el motor de golpe tras un largo viaje, si se han mantenido velocidades elevas, ya que el turbo va a sufrir un desgaste prematuro a causa de una mala refrigeración y lubricación. Debemos un mínimo de treinta segundos al ralentí para que la turbina pueda bajar progresivamente las revoluciones, y se mantenga la lubricación en ese proceso.

La famosa carbonilla es muy peligrosa tanto para el turbo como para otros componentes como la válvula EGR o el filtro antipartículas. Un buen truco es conducir de vez en cuando en marchas cortas y pisar fuerte el acelerador en las rampas, siempre que tengamos la temperatura del motor en condiciones (90º), para mantener limpio el sistema de admisión y escape.

Usar el aceite adecuado siguiendo las recomendaciones del fabricante, es muy importante para la vida útil del turbo compresor, y no vale la pena escatimar en la calidad del mismo. Tampoco hay que descuidar su nivel y estado, además, si no realizamos el cambio de aceite dentro del kilometraje marcado, de nada el tiempo que empleamos y la inversión que hacemos en los cambios.

No podemos olvidarnos tampoco, de otros elementos importantes que hay que sustituir, como son los filtros de aire y aceite. Cuando los sustituimos, en el caso que lo hagamos nosotros mismos, tenemos que fijarnos que no entre ningún fragmento del material o restos de suciedad o carbonilla en el turbo, no nos produzca una rotura de los álabes.

Ante cualquier síntoma de los mencionados más arriba, lo más recomendable es acudir a nuestro taller de confianza para que hagan una inspección y no nos encontremos con holguras o cualquier otro problema relativo al eje o casquillos del turbo que pueda acabar en rotura obligándonos así a reemplazarlo.

Esperemos que os haya gustado el artículo y lo hayáis encontrado interesante. Ya sabéis que ante cualquier duda o curiosidad no dudéis en preguntar a continuación 😉