consejos para elección de turbo, que es un turbo? (1ra parte)

1ro que todo, como es un turbo por dentro????? boe así..

Bueno empezando con un tema que se que muchos esperaban saciar con ansias sus dudas y ganas del saber
1ro tenemos que saber una cosa la cilindrada del motor...y saber pasar la medida de cm3 a pulgadas cubicas una forma muy facil de hacerlo es mediante la simple regla de pasaje, de dividir cm3 a pulgadas a cuanto equivale 1cm3? boe equivale a 0.061024in3 (in3 = pulgadas cubicas)
hacemos el pasaje, hoy quiero tomar como referencia un motor en especial... el motor 1.8 20v el mismo que equipan los vw bora, golf y viejos A3
vamos por los 1ro... que hacer?, bueno 1ro que todo es el pasaje de cm3 a pulgadas
el cubicaje del bora es de 1781cm3 a este n° lo pasamos a pulgadas...
el resultado es 108.68in3
boeeee a este resultado, mucho menor y fácil de calcular, hay que calcular el consumo del motor aspirado en pies por minutos, OSEA saber que cantidad de mezcla entra por minuto en el motor aspirado, teniendo en cuenta la eficiencia volumetrica (la perdida por desplazamiento en la entrada de mezcla del motor) que en motores con 2 valvulas por cilindro esta entre 75 a 80%, en motores multivalvulares entre un 80 a 85% y en motores de competición llega a los "casi" 100% (para no decir 98 o 99%)
una forma rapida de calcular esto es multiplicar los CFM (en un motor sobrealimentado se multiplica los pies cúbicos por minuto de arrastre y se tenes un resultado "parcial" para nada "EXACTO" pero si redondeado
la forma rapida es multiplicando las pulgadas cubicas del motor x la cantidad de rpm que queremos alcanzar con el motor (siempre aspirado) y dividir este resultado por la eficiencia volumetrica del motor, como dijimos anteriormente, en el bora un 85% (redondeando un poco el calculo)
entonces nos adentramos a calcular

108.68x7000x0.85/3456

 Pulgadas cubicas por rpm por E.V, dividido 3456(un numero fijo para determinar el calculo) 
= 187.10cfm (ASPIRADOS osea en la atmósfera) 

Ahora si queremos multiplicar esta cifra en que se yo un 50% (es simple, calculan el 50% del total de los cfm y los suman con el total) con esto tenemos un motor con el 50% de sobre-alimentación del motor...pero todavia no sabemos bien que turbo tiene que ir...así que vamos a llevarlo al 100% y duplicar la potencia del motor
quedaría en 374.21cfm para sobre-alimentarlo...nada mas y nada menos que el famoso 1kg de presión = 14.22psi o 1 bar de presión, imagínense que con 1 bar duplica la entrada de mezcla, pero a todo esto como lo vemos? sigo sin entender nada
boe es simple 1ro tengo que enseñarte como se lee un turbo...todo se lee en un mapa, que tiene "dibujado" el trabajo optimo (o performance) del turbo con tales CFM pasadas a Lbs/min (1lbs/min = 14.47cfm) y relación de presión (pressure ratio), estos mapas se representan así

Bueno tenemos el mapita ahora como lo leemos? fácil
La eficiencia de trabajo del turbo se representa en islas, las islas de eficiencia son el punto optimo de trabajo del turbo en el motor (la isla del medio, es la del punto de trabajo optimo y perfecto del turbo en el motor (el de mejor performance) son esos círculos ovalados)

El mass flow (caudal másico) las reglas en horizontal (corrected air flow) representan el flujo en lb/min (pies cúbicos por minutos pasados a libras) es la cantidad de aire que pasa por todo el circuito del compresor por determinado tiempo...  

Las lineas en vertical (el pressure ratio) es la presión en bares de trabajo tanto en menores rangos de presión como en el "boost" (cuando se pone mas presión en el motor) se saca un calculo y el resultado final se representa en el motor, con el promedio entre la presión de trabajo "normal" y el boost

El choke line es la entrada por decir "menor" de aire que puede ingresar en el motor (como siempre medido en determinado tiempo), en otras palabras "el punto mas pobre de caudal másico"

el Surge line, es el flujo "mayor" de caudal másico al contrario del choke line, aunque actualmente se "redujo" el surge line usando sistemas de re-flujo (re-circulación del flujo de aire entrante en el compresor) y la waste-gate (una válvula que actúa de "puente" para la salida de los gases y que los mismos no se compriman en el caracol caliente de la turbina)

Las lineas de velocidad se representan también en el mapa, son las rpm del eje de la turbina...

recuerden que un turbo trabaja comprimiendo los gases de escape en el múltiple hasta una turbina...se trabaja CON ALTAS T°
hasta dejarlo al rojo vivo

ahora bien tenemos bien en claro como leemos un mapa, pero como calculamos el resto?

Bueno ahora viene lo divertido
se toman los datos que calculamos anteriormente de los CFM (pies cúbicos por minuto)
en nuestro motor BORITA 1.8t eran 187.10cfm aspirados...una regla "simple" y fácil... es aumentar una atmósfera en la cámara de combustión 
otra es calcular los psi "iniciales" o de trabajo normales en nuestro motor, con el boost,...como se hace?
bueno un ejemplo es usar 14.5psi sumado 22psi (de boost) y dividir por el boost pero ojo y tomen nota a esto....
la presión marcada en el reloj no es la misma que la misma que se pone al motor 
existe 2 tipos de presiones... la manometrica que es dada por el reloj (también se conoce como psi "gauge")  y la presión absoluta que es la "real" que entra al motor (en la admisión

boom VOLVIENDO AL TEMA DEL BORICUA!

14.5 (gauge) + 17 ("boost") = 31.5 (psi absolutos  en la admisión del motor)

ahora bien dividimos este numero del "boost"  (los absolutos NO tomados del reloj de presión del turbo, recuerden que siempre pero SIEMPRE, vamos a tener perdidas de presiones al menos de un 10%)  con la presión absoluta en la admisión del motor
         31.5/17 = 1.85 
(por las dudas calculen con un 10% de perdida en la presión absoluta en la admisión del motor...
osea:
          31.5/16 = 1.96

(NOTA: la altura de donde estemos...tendrá relevancia, como también la t° en casos digamos "extremos", como en casos donde 1500 metros a nivel del mar, cantidad de psi absolutos cambia, debido a la diferencia de presiones en la altura...o en lugares frios donde la densidad del aire es mucho menor, por ejemplo en el 1er caso de la altura, la presión gauge va a ser la mas aproximada marcada por el reloj en la admisión o presión/relación absoluta, sin embargo en un ambiente frío, la presión absoluta aún menor o igual por la poca densidad del aire dentro de la admisión) 

bueno ahora sabiendo con que "presiones" queremos trabajar en el motor, la forma "clasica" para no decir la mas sencilla es multiplicar el promedio de psi con la cantidad de cfm con el que queremos trabajar en nuestro motor (después de todo es el promedio de la relación de presiones con el que va a trabajar nuestro motor... entonces simplemente multiplicamos:
    187.10 x 1.96 = 366.71 CFM 

tenemos absolutamente todo para ejemplificarlo en un mapa, MENOS, el mapa de la turbina que pensamos usar... (ojo yo ya la pensé y elegí sabiamente (? una...

           GTX2867R 
es así con un hermoso "re-flujo" (recirculacíon de flujo de la rueda compresora, bastante útil, para evitar el surge-line) y un wastegate, para sacarlo del choke-line

y bueno...pero lo importante ahora es el mapa donde vamos a representar la "performance" y la eficiencia buena que tenga resultados en el motor
para pasar de CFM a LBS/Min
es simple como habiamos acordado anteriormente 366.71 cfm, 1 libra equivale a 14.45 CFM, así que no queda otra...dividimos

366.71 /14.45 = 25.37 Lbs/Min entonces

en la linea vertical izquierda tenemos 1.96 bares, mientras que la horizontal inferior 25.37 lbs/min
ubicado en el mapa quedaría algo así!

y en que potencia rondaría con ese simple cambio de turbo?
boe un calculo redondeado es tomar el dato del motor aspirado y multiplicar la potencia por la cantidad de bares... , eso voy a interiorizarlo mejor en el próximo post
un redondeo "fácil" es tomar la potencia aspirada, en este caso 140 caballos del 1.8 20v de calle obviamente y multiplicar por 1.96, el resultado es de 274.4 caballos... (solo con cambiar el turbo hay una diferencia IMPORTANTE de potencia con respecto a la potencia original del bora con turbo de fabrica con solo 180 caballos), obviamente detrás de todo esto, tiene que haber un cambio de materiales, por ejemplo pistones, bielas e inyectores y demás cosas...prometo interiorizar todo en otras entregas...hasta acá llegue con esto...


espero que incendien piojos, pestañas y ardan hasta sus cejas y les mando un saludo y un abrazo enorme...
después voy a ir por interiorizar mas, tema de cantidad de "aspas" o cuchillas de las turbinas, t° de multiples de admisión y escape y otros accesorios mas...


Algo de info sacada de http://www.turbobygarrett.com/turbobygarrett/ el resto... los libros de la escuelita feliz...un abrazo