¿Cómo funciona un turbo diésel? Partes, para qué sirve y la geometría variable
Un turbo aprovecha los gases de escape para mover una turbina, que a su vez hace girar un compresor que mete más aire al motor. Con más aire se quema más diésel y el motor saca más fuerza sin crecer. Aquí explicamos sus partes, para qué sirve y cómo funciona la geometría variable.
Diego· Experto Técnico en Turbos
💡 Puntos Clave
El turbo usa la energía de los gases de escape, que de otro modo se perdería, para meter más aire al motor
Tiene dos ruedas unidas por un mismo eje: la turbina, que mueven los gases, y el compresor, que empuja el aire hacia los cilindros
Con más aire se puede quemar más diésel: el motor saca más fuerza sin ser más grande, y por eso casi todos los diésel modernos son turbo
El eje gira a más de 100.000 rpm sobre una película de aceite: el aceite es lo que mantiene vivo al turbo
La geometría variable (VNT) usa un anillo de álabes móviles para que el turbo empuje desde bajas vueltas sin pasarse de presión arriba
La respuesta corta
Un turbo es una bomba de aire que funciona con los gases de escape. Los gases calientes que salen del motor hacen girar una rueda, la turbina. Esa rueda está unida por un eje a otra rueda, el compresor, que aspira aire y lo empuja a presión hacia los cilindros.
Más aire dentro del cilindro permite quemar más diésel en cada explosión. Resultado: el motor saca mucha más fuerza sin ser más grande y aprovecha mejor el combustible. Por eso casi todas las camionetas y camiones diésel modernos llevan turbo.
Turbo cortado por la mitad: a la izquierda la carcasa de aluminio con la rueda del compresor, al centro el cuerpo con el eje y los cojinetes, a la derecha la carcasa de hierro con la rueda de la turbina. Las dos ruedas giran juntas porque van en el mismo eje
Los gases de escape salen del motor a entre 600 y 800 °C y, en vez de ir directo al tubo de escape, pasan primero por la carcasa de la turbina.
Los gases empujan la turbina y la hacen girar a más de 100.000 revoluciones por minuto. Después siguen su camino hacia el escape.
La turbina mueve el compresor, porque las dos ruedas van en los extremos del mismo eje.
El compresor aspira aire desde el filtro de aire y lo comprime. En una camioneta diésel, la presión de soplado suele estar entre 1 y 2 bar por encima de la presión atmosférica.
El aire comprimido sale caliente y pasa por el intercooler, un radiador que lo enfría. El aire frío es más denso: cabe más en el mismo espacio.
El aire entra a los cilindros, el computador inyecta más diésel en proporción y el motor entrega más fuerza.
Todo esto ocurre sin que el turbo le quite potencia al motor, porque usa energía que de otra forma se perdería por el tubo de escape. Esa es la gran ventaja frente a un compresor movido por correa.
Dónde va el turbo en el motor
Motor diésel de una camioneta con el capó abierto: el turbo va apernado al múltiple de escape, con la cañería del aire comprimido saliendo hacia el intercooler
El turbo va apernado al múltiple de escape, que es el tubo que junta los gases de todos los cilindros. Por un lado le llega el escape; por el otro le entra el aire limpio del filtro y sale el aire comprimido hacia el intercooler y la admisión. Además tiene una cañería de aceite que lo lubrica, y en algunos motores, conexiones de agua para enfriarlo.
Las partes de un turbo
Componentes de un cartucho: eje con turbina, rueda de compresor, rodamientos y sellos — esto es exactamente lo que se renueva al reparar con cartridge
Parte
Qué hace
Carcasa del compresor
Caracol de aluminio por donde entra el aire y sale comprimido
Rueda del compresor
Rueda de aluminio con álabes finos que aspira y comprime el aire
Carcasa de la turbina
Caracol de hierro fundido que recibe los gases de escape
Rueda de la turbina
Rueda de aleación resistente al calor, unida al eje, que mueven los gases
Eje
Une las dos ruedas y gira con ellas
Cuerpo central
Aloja el eje, los cojinetes y los sellos, y recibe el aceite
Cojinetes y sellos
Sostienen el eje sobre una película de aceite y evitan que el aceite se fugue
Actuador
Controla la presión: mueve la válvula wastegate o los álabes de la geometría variable
El eje, las dos ruedas, los cojinetes, los sellos y el cuerpo central forman el cartridge o CHRA, el corazón del turbo. Es la parte que se gasta, y la que se cambia al reparar un turbo cuando las carcasas están sanas.
El papel del aceite
El eje no va sobre rodamientos de bolas: flota sobre una película de aceite de pocas milésimas de milímetro, que el motor bombea al turbo. Ese aceite lubrica y además se lleva parte del calor.
Por eso el turbo depende tanto del aceite. Aceite vencido, nivel bajo o apagar el motor muy caliente rompen esa película y el eje empieza a gastar los cojinetes. En cuánto dura un turbo diésel explicamos qué lo acorta y cómo hacerlo durar.
Cómo se controla la presión: wastegate o geometría variable
Si nadie lo frena, el turbo gira cada vez más rápido a medida que suben las vueltas del motor, y la presión se dispara. Hay dos formas de controlarlo.
Turbo con válvula wastegate
Es el sistema más simple. Una válvula de descarga deja pasar parte de los gases por fuera de la turbina cuando la presión llega al límite. Así la turbina no se acelera de más. Es robusto, pero a bajas vueltas el turbo empuja poco, porque está pensado para no pasarse arriba.
Turbo de geometría variable (VNT o VGT)
Dos anillos de geometría variable del mismo turbo, uno al lado del otro: a la izquierda los álabes casi cerrados, con un paso estrecho para el gas; a la derecha los álabes abiertos, con un paso ancho
Es el que llevan casi todas las camionetas diésel modernas: Hilux, Ranger, L200, D-Max, Mahindra. En vez de una válvula, tiene un anillo de álabes móviles alrededor de la turbina, que un actuador neumático o electrónico gira según lo que pide el computador del motor:
A bajas vueltas, los álabes se cierran: el paso del gas se achica, el gas se acelera, como al apretar la punta de una manguera, y la turbina gira rápido aunque salga poco escape. El turbo empuja desde abajo.
A altas vueltas, los álabes se abren: el paso se agranda, el gas pierde velocidad y la presión no se dispara.
El resultado es un motor que responde desde bajas vueltas y mantiene la fuerza parejo hasta arriba. La contra es que los álabes se pueden pegar con hollín, sobre todo en vehículos que andan mucho en ciudad. Los síntomas están en turbo VNT atascado, y la comparación completa en turbo VNT vs wastegate.
¿Qué es el «lag» del turbo?
Es el pequeño retraso entre que pisas el acelerador y el turbo empieza a empujar. A bajas vueltas sale poco gas de escape y la turbina necesita un momento para acelerarse. La geometría variable redujo mucho ese retraso, pero en motores con wastegate todavía se nota al salir desde muy abajo.
Turbo diésel y turbo bencinero: ¿funcionan igual?
El principio es el mismo. La diferencia es el calor: los gases de un motor a gasolina salen más calientes, sobre 900 °C, y por eso la mayoría de los turbos bencineros usan wastegate en vez de geometría variable, cuyos álabes móviles sufren a esas temperaturas. En el diésel, en cambio, la geometría variable es lo normal.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo funciona el turbo de un motor diésel?
Los gases de escape hacen girar una turbina que está unida por un eje a un compresor. El compresor aspira aire, lo comprime y lo manda, ya enfriado por el intercooler, a los cilindros. Con más aire el motor puede quemar más diésel y sacar más fuerza sin ser más grande.
¿Para qué sirve el turbo en un motor diésel?
Sirve para meter más aire en los cilindros. Así el motor quema más combustible en cada ciclo y entrega más fuerza, sobre todo a bajas y medias vueltas, aprovechando energía de los gases de escape que de otro modo se perdería.
¿Cuáles son las partes de un turbo?
Un turbo tiene una carcasa de compresor con su rueda, una carcasa de turbina con su rueda, un eje que une las dos ruedas y un cuerpo central con cojinetes y sellos lubricados por aceite. Además lleva un actuador que controla la presión, ya sea con una válvula wastegate o con álabes de geometría variable.
¿Cómo funciona un turbo de geometría variable?
Tiene un anillo de álabes móviles alrededor de la turbina. A bajas vueltas los álabes se cierran para acelerar los gases y que el turbo empuje desde abajo; a altas vueltas se abren para que la presión no se dispare. Los mueve un actuador neumático o electrónico controlado por el computador del motor.
¿Es normal que el turbo silbe?
Un silbido suave y agudo al acelerar es normal: es el sonido del compresor girando. Lo que no es normal es un silbido fuerte, como una sirena, o un roce metálico, que suelen indicar desgaste del eje o una fuga en las mangueras del aire comprimido.
¿Hace falta un turbo timer en un diésel?
No es obligatorio. El turbo timer deja el motor en ralentí un rato después de sacar la llave, para que el aceite enfríe el turbo. Se logra lo mismo dejando el motor encendido entre 30 segundos y 2 minutos antes de apagarlo después de un viaje exigente, o manejando suave el último tramo.
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