- La turbina automotriz aumenta potencia y eficiencia mediante sobrealimentación.
- Se implementó por primera vez en automóviles en 1962 con GM Jetfire.
- El turbo enfrentó turbo-lag y mayor consumo, pero renació en la era moderna.
- Funciona con gases de escape, wastegate y centralita para regular la presión.
La turbina automotriz, también conocida como turbocompresor o turbo, es una de las innovaciones más importantes de la industria automotriz. Este sistema de sobrealimentación ha revolucionado los motores de combustión interna, ofreciendo una combinación ideal entre mayor potencia y eficiencia energética.
En el contexto actual de normas de contaminación cada vez más estrictas y de tendencias de downsizing, comprender el funcionamiento y el mantenimiento de la turbina se vuelve esencial para cualquier conductor. Desde las primeras implementaciones en la década de 1960 hasta los motores modernos, la turbina ha evolucionado constantemente para convertirse en un componente indispensable.
Evolución histórica de los turbocompresores automotrices
El sobrealimentación por turbina en los motores térmicos fue propuesta por primera vez en 1905 por el ingeniero suizo Alfred Büchi, cuya invención se convirtió en el futuro de los motores de combustión interna.
En la industria comercial, cobró forma a partir de los años 1925, logrando un incremento de la potencia del motor de aproximadamente un 40%. En un inicio, las turbinas se implementaron en motores grandes: motores navales diésel, de locomotoras y, unos años después, en motores de aviones.
Primeras implementaciones en automóviles
La turbina se desarrolló por primera vez en automóviles a partir de 1962, por la compañía General Motors para vehículos de la gama Chevrolet y Oldsmobile Jetfire. Estos modelos salieron de producción al año siguiente debido a fiabilidad insuficiente.
En 1973, BMW implementó el primer automóvil de producción de gran tamaño equipado con turbocompresor —el BMW 2002—. Otros fabricantes comenzaron a ofrecer automóviles equipados con motores turboalimentados de gasolina.
Debido al elevado consumo de combustible y al fenómeno de turbo-lag, conocido como el tiempo de respuesta tardío de la turbina, los motores con turbocompresor desaparecieron unos años después, aunque eran más potentes que los atmosféricos.
Renacimiento de la turbina en la era moderna
Con el tiempo, la popularidad de la turbina automotriz aumentó, ya sea en motores con encendido por compresión o en motores con encendido por chispa. En la actualidad, las turbinas dominan la industria automotriz, de modo que pocos fabricantes aún ofrecen motores atmosféricos.
Qué es y cómo funciona la turbina del coche
Turbina automotriz, denotada también como turbo o turbocompresor, es un conjunto que utiliza una parte de los gases de escape emitidos por el motor. Está controlada por una válvula wastegate mediante la centralita electrónica del vehículo, en función de las necesidades, protegiendo así el conjunto del motor.
Principio de funcionamiento:
- Sobrealimentación del motor aprovechando la energía de los gases de combustión
- Compresión del aire que entra al motor
- Aumento de la presión de aspiración y, por lo tanto, de la potencia del motor
- Incremento de la presión máxima en la cámara de combustión
Adaptaciones necesarias para motores turbo
Para poder funcionar con una turbina, un motor turbo respecto a un motor aspirado debe estar adaptado para soportar solicitaciones térmicas y mecánicas más altas:
- Motor más sometido a esfuerzos y temperaturas de funcionamiento más elevadas
- Rendimiento mucho mayor con un mantenimiento más riguroso
- Sistema más complejo que requiere mayor cuidado
Las turbinas se clasifican en dos grandes grupos: de geometría fija y de geometría variable.
Construcción y componentes de la turbina
El turbocompresor está formado por un eje, con el rotor del compresor en un extremo y el rotor de la turbina en el otro.
La parte “fría” - el compresor
Estos componentes están alojados en una carcasa tipo espiral, fabricada en aluminio en la zona del compresor. Esta es la parte “fría” donde se encuentran:
- Temperaturas relativamente bajas del aire
- La parte más “limpia” de la turbina
- Responsable de la compresión del aire de admisión
La parte “caliente” - la turbina
En la zona de la turbina, denominada parte “caliente”, los gases alcanzan temperaturas muy elevadas, de hasta 1000°C. Aquí encontramos:
- Un material más resistente: hierro fundido
- La parte más oscura y sucia de la turbina
- Responsable de extraer la energía de los gases de escape
Ventajas de la implementación de la turbina
La turbina juega un papel esencial en la actualidad por varios motivos:
Beneficios ambientales y de rendimiento
- Emisiones contaminantes más bajas — conformidad con normas de contaminación cada vez más estrictas
- Potencia del motor aumentada — más potencia con menor cilindraje
- Aceleración más rápida — respuesta mejorada al pisar el acelerador
- Gatillo de par motor mayor — disponible a revoluciones más bajas
- Consumo de combustible reducido — eficiencia energética mejorada
- Downsizing — reducción de la cilindrada total del motor
Causas principales de fallo de la turbina
La turbina, tal como está diseñada, está prevista para funcionar durante toda la vida del motor sin precisar mantenimiento especial. Sin embargo, la avería de la turbina suele deberse a una cadena de otros fallos técnicos o a intervenciones inadecuadas.
Intervenciones inadecuadas
Una reprogramación mal realizada en el coche, con el objetivo de aumentar las prestaciones o de reducir las emisiones de combustible, puede causar:
- Un boost demasiado alto en la turbina
- Reducción significativa de la vida útil
- Sobrepaso de los límites de giro establecidos por el fabricante
- Temperaturas elevadas y lubricación insuficiente
Penetración de cuerpos extraños
Otra causa de avería de la turbina es la penetración de cuerpos extraños en la carcasa de la turbina o del compresor. Aunque los objetos sean pequeños, la velocidad de giro de la turbina (100.000-280.000 rpm) puede provocar:
- Averías a nivel de las palas de la turbina
- Des balanceo del conjunto rotativo
- Daños irreversibles en componentes
En la parte del compresor, las impurezas entran a través de:
- Filtro de aire defectuoso, inadecuado o obstruido
- Descuido en la revisión periódica
En la parte de la turbina, pueden entrar:
- Impurezas del sistema de escape
- Materiales de junta deteriorados
Problemas de lubricación
Una lubricación inadecuada puede deberse a:
- Uso de un aceite inapropiado — especificaciones incorrectas
- Fallo de la bomba de aceite — presión insuficiente
- Nivel de aceite bajo — disminución de la presión de lubricación
- Aceite contaminado — no lubrica adecuadamente
Estos problemas favorecen:
- Envejecimiento prematuro de los componentes de la turbina
- Atascamiento de la turbina
- Afectación del sistema de rodamientos axial y radial
- Aumento de fricciones y temperaturas
Problemas en el sistema de escape
Otra posible causa es un sistema de escape obstruido, provocado por:
- Obstrucción del filtro de partículas
- Obstrucción del catalizador
- Contrapresión aumentada en el sistema de escape
Síntomas de una turbina defectuosa
Pérdida de potencia sin humo
Un síntoma sería la pérdida de potencia sin humo, observable solo en turbinas con geometría variable bloqueada. En este caso se verifica:
- Causa de bloqueo de la geometría variable
- Actuador vacuum o electrónico
- El sistema de control de la turbina
Pérdida de potencia con humo
En el caso de pérdida de potencia acompañada de humo, se verifica:
- Ruta de admisión
- Intercooler (dañado o agrietado)
- Mangueras de presión (aire falso)
- Válvula EGR (bloqueada en abierto)
- Carcasa de la turbina (sobrealimada)
Causas de la pérdida de potencia con humo negro
- Sistema de alimentación defectuoso o regulado de forma incorrecta
- Inyectores desgastados o sucios
- Bomba de inyección desregulada
- Desgaste del motor — segmentos, asientos de válvulas, camisas de cilindro desgastadas
Humo azul – signo de desgaste avanzado
Cuando nuestro motor emite un humo azul (debería restauración de la turbina), las causas principales pueden ser:
- Problemas en la parte de admisión
- Resistencia en el sistema de escape
- Pérdidas en la turbina
- Obstrucción del conducto de lubricante en el cojinete
- Rotor del compresor sucio
- Segmentos de sellado desgastados
Situación de emergencia - turbina rota
Si observamos en la tubería de escape un humo blanco y denso acompañado de una aceleración forzada, podemos estar seguros de que se trata de una turbina turbocompresora rota:
En este caso:
- El eje de la turbina se rompe
- Todo el aceite pasa por la turbina y es expulsado por el escape
- Ocurre la autoignición del aceite
- El motor se alimenta de aceite y no se detiene
Soluciones de emergencia:
- Obturación de la admisión con un paño - “ahogar” el motor
- Cambio a la última marcha (solo transmisión manual) - liberación brusca del embrague y pisar el freno
El silbido de la turbina - causas y significados
Todo turbocompresor que produce un ruido al acelerar debería llamar nuestra atención, a menos que tengamos una válvula BOV (blow off).
Válvula BOV - sonido normal
La válvula BOV es un sistema de liberación de presión presente en motores turbo para:
- Producir un sonido característico al cambiar de marchas
- Prevenir ondas en el compresor
- Reducir el desgaste de la turbina y del motor
Silbido anormal de la turbina
Si al acelerar aparece de repente un silbido:
- Este sonido no debe pasarse por alto
- Especialmente si aparece de forma brusca y no progresiva
- Si el sonido se transforma en un silbido fuerte, los días de la turbina podrían estar contados
Boost leak - pérdidas de presión
No siempre el silbido proviene de la turbina. En la ruta de admisión podemos tener:
- Manguera floja o agrietada (boost leak)
- Pérdidas de aire - el motor “tira aire falso”
- Pérdida simultánea de potencia
- Problema fácilmente verificable visualmente
Mantenimiento correcto de la turbina
Al encender el motor
Al encender el motor demora aproximadamente 4-12 segundos para que el aceite se distribuya desde el motor hacia la turbina:
- Evite poner en movimiento el vehículo de inmediato
- Espere la formación de la película de aceite
- Evite aceleraciones bruscas
- Mantenga las revoluciones bajas los primeros minutos (por debajo de 2500-3000 rpm)
Importancia de la temperatura del aceite
Los parámetros del aceite son diferentes cuando está frío:
- Es más viscoso
- No puede garantizar una lubricación óptima
- Debe alcanzar la temperatura de trabajo
No todos los vehículos disponen de sensores de temperatura del aceite. Controle la temperatura del refrigerante:
- Que alcance la temperatura de trabajo (85-95°C)
- Espere unos minutos adicionales para el calentamiento del aceite
- El aceite se calienta más lentamente que el refrigerante
Explotación correcta
En un uso habitual, el mayor desgaste se debe a las solicitaciones térmicas — diferencias de temperatura durante los procesos de encendido y apagado.
Prevención del desgaste:
- Evite aceleraciones bruscas a bajas revoluciones
- Después de 2000-2200 rpm ya puede acelerar con plena potencia
- Respete las condiciones de calentamiento del motor
Enfriamiento tras el esfuerzo
El enfriamiento de la turbina es muy importante:
- Después de recorridos en distancias largas
- Después de un esfuerzo intensivo
- Deje el coche al ralentí al menos 5 minutos
- El aceite alcanza temperaturas muy altas y ayuda a enfriar
Prevención de atascos
Con conducción a bajos regímenes la turbina se fuerza. La conducción urbana favorece el atascamiento de la turbina:
- De vez en cuando salga a carretera abierta
- Mantenga las revoluciones altas (4000-6000 rpm, según el motor)
- Al menos 20 segundos
- Reduzca los depósitos de calamina en el interior de la turbina
- Desobstruya la turbina y aumente su vida útil
Garantías para las reparaciones de la turbina
Al reparar o reemplazar la turbina, busque servicios que ofrezcan:
- Personal cualificado en el campo
- Equipo de última generación para diagnóstico
- Amplia experiencia en turbinas
- Garantía de la reparación de 12 meses, sin límite de kilómetros
- Entrega rápida de componentes
La correcta manutención de la turbina es la mejor inversión que puede hacer para el rendimiento y la longevidad del motor. Si sigue estas recomendaciones, la turbina le acompañará durante toda la vida útil del vehículo.