Los propietarios de automóviles con turbocompresor a menudo notan un radiador adicional detrás de la parrilla o en la parte inferior del parachoques delantero. A primera vista, se asemeja a un elemento del sistema de enfriamiento del motor, pero no tiene mangueras de anticongelante conectadas. En su lugar, se pueden ver grandes conductos de aire.
Este componente se llama intercooler, o enfriador intermedio de aire de sobrealimentación. Muchos lo perciben como un elemento secundario de la construcción, aunque en realidad, sin él, un motor turbo moderno no podría funcionar eficazmente. Además, la falta de un enfriamiento adecuado del aire puede llevar no solo a la pérdida de potencia, sino también a daños graves en el motor.
Qué hace el turbocompresor y de dónde viene el problema
En esencia, un turbocompresor es una bomba de aire. Su tarea es simple: suministrar más aire a los cilindros del que el motor podría aspirar por sí mismo.
Sin embargo, aquí entran en juego dos procesos físicos a la vez.
El primero está relacionado con la temperatura de los gases de escape. Son ellos los que hacen girar la turbina, y su temperatura puede alcanzar aproximadamente los 800 grados Celsius. La parte caliente del turbocompresor se calienta mucho e inevitablemente transfiere parte del calor a la sección del compresor.
El segundo factor es el calentamiento del aire durante la compresión. Según la ley de Charles, la temperatura de un gas aumenta al aumentar la presión. La turbina funciona con una presión de aproximadamente 1-1.7 bares, por lo que el aire a la salida es significativamente más caliente que a la entrada.
Como resultado, en lugar de aire exterior fresco, el sistema de admisión puede recibir un flujo con una temperatura de alrededor de 120-150 °C.
Aquí surge la pregunta principal: ¿por qué no se puede simplemente enviar este aire directamente al motor?
Por qué el aire caliente priva al motor de potencia
Para un funcionamiento normal, un motor de combustión interna necesita oxígeno. Cuanto más oxígeno entra en los cilindros, más combustible se puede quemar eficazmente y mayor es el rendimiento del motor.
Pero hay un matiz importante. Al calentarse, el aire se expande y se vuelve menos denso. En otras palabras, en el mismo volumen hay significativamente menos moléculas de oxígeno.
Las consecuencias son las siguientes:
- el aire caliente entra en los cilindros;
- la cantidad de oxígeno es menor de lo esperado;
- la unidad de control electrónico recibe los datos correspondientes de los sensores;
- el sistema reduce el suministro de combustible para mantener la composición correcta de la mezcla;
- el motor pierde potencia.
De hecho, el motor turbo comienza a funcionar significativamente peor precisamente porque el aire caliente contiene menos oxígeno que el aire enfriado.
Por lo tanto, la presencia de un turbocompresor no garantiza una alta sobrealimentación y una buena tracción. Si el aire está sobrecalentado, las ventajas de la sobrealimentación comienzan a desaparecer rápidamente.
La amenaza más peligrosa: la detonación
La pérdida de potencia es desagradable, pero hay un problema mucho más grave.
La alta temperatura del aire en la admisión contribuye a la detonación. Cuando la mezcla caliente entra en el cilindro y luego es comprimida adicionalmente por el pistón, la probabilidad de autoignición del combustible aumenta notablemente.
En lugar de un proceso de combustión normal, se producen ondas de choque que se propagan por la cámara de combustión.
Las consecuencias de la detonación pueden ser extremadamente desagradables:
- mayor carga en las bielas;
- daño a los tabiques de los anillos de pistón;
- destrucción localizada de superficies metálicas;
- desgaste acelerado del motor.
Es por eso que los fabricantes prestan tanta atención a la reducción de la temperatura del aire de sobrealimentación.
Cómo funciona el intercooler
Para eliminar el problema del sobrecalentamiento, se instala un enfriador intermedio entre el turbocompresor y la válvula de mariposa.
En principio, el intercooler es un intercambiador de calor. El aire caliente del turbocompresor pasa por sus canales internos, y la superficie exterior se enfría con el flujo de aire que entra o con un circuito de líquido especial.
El esquema de funcionamiento es bastante simple:
- la turbina calienta y comprime el aire;
- el flujo caliente entra en el intercooler;
- el calor se transfiere a las celdas y aletas de aluminio;
- el flujo de aire que entra disipa el exceso de temperatura;
- el aire ya enfriado entra en el colector de admisión.
Como resultado, la temperatura del aire de sobrealimentación puede disminuir de aproximadamente 150 °C a 40-50 °C.
Después del enfriamiento, el aire se vuelve más denso, contiene más oxígeno y permite que el motor funcione de manera mucho más eficiente y segura.
Cómo los propietarios mismos matan el intercooler
A primera vista, el intercooler parece un componente prácticamente eterno. No tiene mecánica compleja, rodamientos o piezas móviles. Sin embargo, su eficacia puede disminuir seriamente con el tiempo.
Los problemas suelen venir de dos lados.
Contaminación externa
Con mayor frecuencia, el intercooler se encuentra en la parte delantera del automóvil, a menudo bastante bajo sobre la carretera.
Durante varios años de funcionamiento, se acumulan entre las celdas:
- pelusa de álamo;
- insectos;
- suciedad de la carretera;
- arena y pequeños escombros.
Gradualmente, el flujo de aire a través del radiador empeora, el intercambio de calor disminuye y la temperatura de admisión comienza a aumentar.
En climas cálidos, esto conduce a una notable reducción de potencia y aumenta el riesgo de detonación.
Contaminación interna
También existe un problema menos notorio.
A medida que el turbocompresor se desgasta, la niebla de aceite comienza a entrar en la admisión a través de sus sellos. Gradualmente, el aceite se asienta en las paredes internas del intercooler y las cubre con una película.
Esta contaminación tiene varias consecuencias:
- el intercambio de calor empeora;
- la eficiencia de enfriamiento disminuye;
- la temperatura del aire de admisión aumenta;
- el motor comienza a perder rendimiento.
Si al desmontar la manguera se encuentra una cantidad significativa de aceite dentro del intercooler, esto ya puede indicar problemas con el turbocompresor o el sistema de ventilación del cárter.
Por qué no se puede ignorar este componente
El intercooler no puede considerarse un complemento secundario del turbocompresor. De hecho, es una parte obligatoria del sistema de sobrealimentación.
Sin un enfriamiento eficaz del aire, el motor se enfrenta a varios problemas a la vez:
- reducción de la cantidad de oxígeno en los cilindros;
- disminución de la potencia;
- aumento de la temperatura de combustión;
- riesgo de detonación;
- desgaste acelerado de las piezas del grupo de pistones.
Por lo tanto, un intercooler en buen estado y limpio juega para el motor turbo el mismo papel que unos pulmones sanos para una persona. Mientras sus celdas no estén obstruidas con suciedad y sus canales internos no estén cubiertos con una película de aceite, el motor recibe aire denso y frío, necesario para un funcionamiento seguro y eficiente.
Es por eso que el pequeño radiador detrás del parachoques delantero a menudo influye en la vida útil y el rendimiento del motor turbo mucho más de lo que muchos propietarios suelen creer.