Técnicas del automóvil motores

La Figura 10.46 muestra las posiciones de las paletas para el funcionamiento con bajos regí­ menes (izquierda) y altos regímenes (derecha). Cuando el motor gira lentamente, los gases de escape no tienen mucha energía cinética, por lo cual, una turbina tradicional gira lentamente suministrando una baja presión de sobrealimentación; en cambio, la turbina de geometría varia­ ble gira a una velocidad mucho mayor y puede suministrar presión en tiempos reducidos. En estas condiciones, la posición de los álabes, restringe el paso de los gases (izquierda de la figu­ ra), provocando así un gran aumento de la velocidad de los mismos y con un ángulo de inciden­ cia muy favorable de los gases sobre la turbina, a la que hacen girar rápidamente, consiguiéndo­ se una presión alta en la admisión ya desde bajas revoluciones del motor. Esta posición tiende a adoptarse con solicitaciones bruscas de la carga, permitiendo al motor tener una rápida respues­ ta, gracias al poco tiempo necesario para aumentar la velocidad de giro de la turbina. Figura 10.46 Cuando el motor gira a ahos regímenes, aumenta progresivamente el volumen y la energía cinética de los gases de escape y, consecuentemente, la presión de sobrealimentación aumenta, con lo cual, se activa la unidad neumática (derecha en la figura) modificando el ángulo de las paletas para aumentar la sección de paso de los gases, que de esta manera inciden sobre el rotor con menor velocidad y el impulso de la turbina decrece, provocando una reducción en su velo­ cidad de giro que conlleva un descenso en la presión de sobrealimentación, suministrando un valor de presión adecuado para el funcionamiento correcto del motor a altos regímenes. En los regímenes medios, los álabes van modificando su posición adaptándose en cada mo­ mento a las condiciones de ftincionamiento del motor. Esta solución permite mantener elevada la velocidad de los gases y por lo tanto de la turbina, cuando el motor funciona a regímenes bajos, lo cual supone mejorar las características fluidodinámicas de la turbina para obtener una respuesta más rápida y un par motor mayor con regímenes bajos, con lo que se mejora notable­ mente la elasticidad del motor. Otro tipo de compresor de geometría variable emplea para la regulación del régimen de giro una corona de diámetro superior al mayor de la turbina, que se monta de forma concéntrica a la misma y por detrás de ella (Fig. 10.47), de manera que pueda obturar más o menos la sección de paso del gas de escape que incide sobre los álabes de la turbina. Cuando por las condiciones de funcionamiento el compresor suministra una presión de alimentación excesivamente alta, el sistema corríge la posición de la corona, desplazándola para reducir la superficie de las aletas de la turbina que se ve expuesta a la corriente de gases de escape procedentes del motor (detalle superior derecho de la figura). En el caso contrario, cuando la presión suministrada por el compresor es baja, la citada coro­ na se desplaza en sentido opuesto, en este caso hacia la derecha (parte inferior derecha) descu­ briendo una mayor sección de las aletas y, por tanto, exponiendo mayor superficie de las mis­ mas al caudal de gas que circula por el colector de escape, con lo que el régimen de giro aumen­ ta y, consecuentemente, la presión de soplado.