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Supercargadores: todo lo que necesita saber

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Índice

Como ya sabrá, los motores de combustión interna son bombas de aire masivas. Si puede bombear más aire hacia adentro y hacia afuera del motor, puede generar efectivamente más torque y más potencia. Se puede introducir más aire en el motor mejorando el flujo de aire de componentes como el colector de admisión o los cilindros, o simplemente puede forzar más aire en el motor con un compresor.

De donde vienen

Si ha pasado más de dos segundos en YouTube mirando videos de automóviles, probablemente se haya encontrado con videos de autos locos de alta potencia con turbos gigantes y estropeados. Probablemente no lo sabías, pero los turbocompresores se conocían originalmente como turbocompresores porque técnicamente son otro tipo de sobrealimentador.

La idea de los supercargadores se remonta a 1860, cuando dos hermanos patentaron un motor de aire para su uso en altos hornos. Este motor de aire diseñado por Philander y Francis Marion Roots se utilizó más tarde en el primer motor de dos tiempos fabricado por Dugald Clerk. Avance rápido hasta 1885, y Gottlieb Daimler patentó la idea de colocar un sobrealimentador de estilo de raíces.

Aunque probablemente esté acostumbrado a ver autos deportivos estadounidenses con ventiladores de estilo de raíces masivas, los primeros vehículos de producción en usar un sobrealimentador de estilo de raíces fueron en realidad de Mercedes. Los modelos que usaban el motor sobrealimentado se identificaron con el nombre Kompressor, algo que Mercedes todavía usa hasta el día de hoy.

Un avance rápido hasta el día de hoy, y hay tres tipos diferentes de sobrealimentadores que se utilizan en la industria automotriz: raíces, tornillos gemelos y centrífugos. Todos usaron diferentes métodos para forzar más aire en el motor, sin embargo, todos son impulsados ​​mecánicamente. Cuanto más aire se fuerza al motor, se puede agregar más combustible y se crea una combustión más grande, lo que resulta en más.

Raíces

De los tres tipos de sobrealimentadores disponibles, Roots es el diseño más antiguo. Dentro de un soplador Roots, encontrará dos lóbulos de malla. Dependiendo del supercargador Roots, estos lóbulos pueden tener diferentes formas o diferentes cantidades de torsión, algunos de ellos no tienen torsión en absoluto, sin embargo, la mayoría de los supercargadores Roots para automóviles tienen lóbulos retorcidos para reducir la vibración.

Un lóbulo gira en sentido horario, mientras que el otro gira en sentido antihorario. El aire queda atrapado entre los lóbulos y es forzado a las paredes de la carcasa y fuera del otro lado. Cabe señalar que los lóbulos mallados de cada rotor no se tocan entre sí, sin embargo, cuanto menor sea el espacio, mejor. Con este diseño, el par de torsión de gama baja aumenta enormemente, pero la desventaja de un soplador Roots es que son enormes y muy pesados, y son muy ineficientes.

Muchos supercargadores de estilo Roots que verás en los hot rods de la vieja escuela y en los muscle cars no tienen intercooler. También se necesita una gran cantidad de energía para incluso hacer girar un sobrealimentador Roots en primer lugar. Además de eso, el diseño de Roots es térmicamente ineficiente, lo que resulta en temperaturas de aire de carga bastante altas. Con el aire caliente, las temperaturas conllevan menos potencia, ya que el aire caliente es menor que el aire frío y hay una mayor probabilidad de detonación.

Tornillo doble

Pasando del sobrealimentador Roots, tenemos el sobrealimentador de doble tornillo que funciona de una manera más o menos similar. Al igual que un sobrealimentador Roots, el sobrealimentador de doble tornillo tiene dos rotores, sin embargo, la forma en que funcionan es bastante diferente. Donde un sobrealimentador Roots toma aire de la parte superior y lo empuja hacia abajo, el tornillo doble toma aire de la parte delantera o trasera y lo fuerza de un lado del sobrealimentador a otro, y luego hacia el motor.

Con un sobrealimentador de doble tornillo, las tolerancias son muy ajustadas, por lo que el aire no pasa por alto los rotores como lo haría en un sobrealimentador estilo Roots. Funciona mediante el uso de un rotor macho y un rotor hembra. A medida que giran, el rotor macho empuja el aire hacia abajo por el rotor hembra hasta que alcanza la ubicación de salida donde el aire comprimido sale del sobrealimentador y entra en el motor.

En comparación con un soplador Roots, un sobrealimentador de doble tornillo es mucho más pequeño, requiere menos energía para girar, es más eficiente térmicamente y más fácil de enfriar. Al igual que un sobrealimentador Roots, el tornillo doble genera mucha potencia de gama baja y tiene una respuesta de aceleración increíble, creando un impulso casi instantáneamente.

Tanto las raíces como un tornillo doble se conocen como un sobrealimentador de desplazamiento positivo y mueven una cantidad fija de aire por rotación, donde la salida de un sobrealimentador centrífugo no es fija por rotación.

Centrífugo

Si alguna vez ha visto un sobrealimentador centrífugo, podría pensar que se parece mucho a un turbocompresor, y eso se debe a que funcionan de manera similar. Por supuesto, un turbocompresor es impulsado por gases de escape y un sobrealimentador centrífugo es impulsado mecánicamente, pero ambos son un impulsor para empujar el aire.

Los supercargadores centrífugos están diseñados para girar al impulsor una cierta cantidad de veces por rotación de la polea en la parte delantera. El diseño de un sobrealimentador centrífugo sacrifica la potencia de gama baja, pero una vez que los haces girar, pueden mover una gran cantidad de aire y crear toneladas de impulso.

Uno de los grandes beneficios de un sobrealimentador centrífugo es la facilidad de uso de un intercooler. Mientras que los supercargadores Roots y de doble tornillo normalmente se montan directamente en el motor o directamente en el colector de admisión, normalmente se monta un supercargador centrífugo en la parte delantera del motor, lo que facilita la conducción del aire comprimido a través del motor. un intercooler.

Dependiendo de su aplicación, cada tipo de sobrealimentador tiene sus pros y sus contras. En su mayor parte, los supercargadores estilo Roots no se utilizan en los tranvías modificados debido a su enorme tamaño, peso e ineficiencia. Las aplicaciones, donde normalmente verá un sobrealimentador estilo Roots, están en autos de arrastre.

Los supercargadores centrífugos son muy populares para aplicaciones en la calle y pueden generar fácilmente una gran cantidad de energía, pero para aquellos que desean toneladas de potencia de gama baja, un tornillo doble es probablemente una mejor opción.

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