Turbo Tech: Residuos Internos vs. Externos

por Khiem Dinh

Fotos Cortesía de Bren Tuning y Killer B Motorsport

Antes de entrar en los números y las razones por las que un residuo externo volcado genera más potencia que una configuración turbo de residuos interna, discutamos por qué los turbos con desagüe interno son utilizados por los fabricantes de equipos originales. La primera preocupación del OEM son las emisiones; por lo tanto, todo el flujo de escape debe fluir a través del convertidor catalítico. ¿Se puede configurar una configuración de válvula de descarga externa para que el flujo de válvula de descarga pase por el convertidor catalítico? El flujo de desagüe de una compuerta externa sin duda se puede volver a colocar en el tubo descendente y en el convertidor catalítico. Por lo tanto, esto nos lleva a la siguiente razón por la que los fabricantes de equipos originales usan turbos con válvula interna: la simplicidad.

El turbo con desagüe interno llega al OEM del proveedor como una pieza y, por lo tanto, también como un número de pieza. El OEM conecta líneas de aceite, líneas de agua, conexiones de entrada y salida de compresores y turbinas, y tal vez un par de líneas de vacío o conectores eléctricos a esta pieza del turbocompresor. Digamos que el OEM decidió ir con una configuración de válvula de descarga externa que se colocaba de nuevo en el tubo descendente. Ahora hay números de pieza adicionales para la válvula de descarga externa y las abrazaderas, lo que agrega complicaciones a la base de suministro y la logística. En el lado del diseño, el OEM tiene que diseñar colectores de escape y bajantes más complejos con bridas y juntas de fuelle adicionales. Si el turbo es una configuración de doble desplazamiento, es el doble de todo. Luego, el OEM tiene que hacer sus propias pruebas de validación para la durabilidad y la calidad. Cada soldadura y unión adicional debe validarse para garantizar la calidad y la durabilidad de las pruebas. Una prueba de ciclo de durabilidad de 2000 horas es común. Como se puede imaginar, hacer funcionar una celda de banco de potencia de motor durante 2000 horas no es barato (instalaciones, técnicos, combustible, energía eléctrica a la celda, etc.). Si el OEM obtiene el turbocompresor con válvula de descarga interna en un solo paquete, eso reduce en gran medida los costos y los puntos de falla.

Este es el turbo Honeywell (Garrett) en el motor Ecoboost de 2.3 L en el Focus RS. Es un doble desplazamiento con válvula de escape interna, y la válvula de derivación del compresor está incluso integrada en la carcasa del compresor. El turbo va a Ford como un paquete integrado y validado y Ford lo atornilla a su motor.

La última área de preocupación para el OEM es el tamaño del espacio de paquete requerido para caber en el turbocompresor. En los automóviles de gasolina con turbocompresor actualmente en producción, los turbos más grandes son de aproximadamente el tamaño GT25-28. Es decir, no son muy grandes. Los BMW V8 usan MGT2260s. El Focus RS usa un MGT2263. Los autos turbo individuales están en el rango de 300-350 cv. Los coches de doble turbo están en el rango de 600 a 650 CV, en su mayor parte. Por lo tanto, el tamaño de una válvula de descarga externa es bastante grande en relación con estos turbos. Encontrar espacio para caber los desagües externos se convierte en un problema mayor en estas bahías de motor a menudo muy estrechas. Visualice tratando de colocar un par de válvulas de escape externas en el medio de la V de los motores V8 de doble turbo alemanes.

Este es el motor BMW M6 casi de stock en el coche Rahal Letterman Lanigan GTLM con un par de turbos de doble desplazamiento de stock Honeywell con descarga interna. Observe lo apretado que está todo alrededor de los turbos colocados en el medio de la V. Imagine tratar de empacar cuatro válvulas de escape externas allí.

Bien, así que sabemos por qué los fabricantes de equipos originales usan turbos con desagüe interno. Pero, ¿por qué cede energía a configuraciones con fugas externas y cuánta energía cede? El ‘por qué’ es fácil de explicar, el ‘cómo’ es mucho más complicado. El «por qué» simplemente se reduce a la contrapresión de escape. Recuerde que la rueda de turbina es un multiplicador de contrapresión de escape. Cualquier contrapresión que cree el sistema de escape se multiplica por la rueda de la turbina. Los escapes más grandes, las tuberías de prueba y los gatos de alto flujo permiten que el motor genere más potencia al reducir la contrapresión.

Si recuerda nuestro artículo sobre tamaño de turbo, recordará estos datos que generamos utilizando el programa MatchBot de Borg Warner. El objetivo era mostrar cómo la contrapresión de escape se multiplica por la rueda de la turbina. En este ejemplo, a 8000 rpm, una reducción de la contrapresión del sistema de escape de 2 psi resultó en una reducción de la presión en el colector de escape de 4,4 psi porque la turbina funcionaba a una relación de presión de 2,2.