Overboost Vs Overtorque

esto es solo una breve definición de conceptos

Y si ,esperemos a juntarnos más.......así entre todas las cerillas haremos una buena fogata.

Lo primero creo que debe ser una explicación muy básica de las partes del turbo.

El turbocompresor tiene dos cuerpos diferenciados, en uno los gases de escape mueven la turbina(en las turbinas a partir de la energía del fluido se obtiene energía mecánica a un eje),los gases golpean contra los álabes de la turbina transfiriéndoles parte de su energía cinética y moviendo así la turbina(pierden Tº y energía cinética ,y por lo tanto velocidad), por el golpe del gas contra los álabes, parte de la energía cinética del gas se degrada en forma de calor transmitida a la turbina aumentando su temperatura y no su celeridad, a esto se añade las altas temperaturas que llevan las moléculas del los gases que transmiten calor principalmente por convección a la turbina.

En el otro cuerpo(compresor) se realiza la compresión del aire de admisión,se aprovecha la energía mecánica que hay en el eje para realizar un trabajo sobre la admisión, disminuyendo el trabajo de admisión del motor. Este trabajo hecho sobre el aire limpio de entrada, se efectúa al comprimirlo, aumentando su presión (en función de lo que demande la admisión del motor),Pero por desgracia “al comprimir el aire este se calienta” y esto reduce el rendimiento, por lo que partir de cierta presión de soplado, o mejor a partir de cierto trabajo de compresión sobre el aire de entrada, se consigue bastante enfriándolo debido a la temperatura demasiado elevada que alcanza este aire de admisión comprimido, tanto más cuanto mayor sea la presión que se le quiera dar, por esta razón el TT225 lleva dos intercooler en serie... la presión en el después de haber pasado por el intercooler se reduce, no sólo por las perdidas de rozamiento del aire(internas y contra las paredes)si no por haber bajado su temperatura.

En el intercooler no se realiza trabajo sobre el fluido, sino todo lo contrario, pierde energía, por lo tanto de entrada sólo se obtiene beneficio si el tiempo y sección de llenado que permite a la admisión obtener un valor de presión en el llenado (en la cámara) aceptable con menor presión, ya que así se pueden alcanzar mayores presiones en la cámara sin peligro de autoignición y detonación(gasolina),y también el menor intervalo de Tª a la que puede entrar el gas permite mayor precisión en el encendido (sensores de menor rango),teniendo que dejar menor margen de seguridad para evitar la autoignición y la detonación(gasolina). Por lo tanto el intecooler para bajas presiones no es necesario ya que se producen perdidas de presión por rozamiento, y no están justificadas para el decrimento de temperatura que se consigue y a muy altas RPM no beneficie tanto como a medio régimen... El turbo una vez que llega a su presión máxima de tarado actúa la válvula wates-gate ,y aunque la demanda de aire del motor(caudal) aumenta con las rpm, el turbo no la satisface y la presión media en los colectores desciende bajando el par, aunque la presión en el turbo no decae de igual forma. Esto se aminora en parte en los diesel con turbos de geometría variable, en los gasolina se usa un complejo sistema de control electrónico del turbo, el porque ya lo, explique en otro tema.

Bueno de teoría ya llega para tener una idea de lo que hace el turbo.

Con el turbo el aire a aumentado la presión y ha reducido su densidad. De forma muy burda el número de moles en la cámara es proporcional a V·P/Tª, es decir es proporcional al volumen (cilindrada) por la presión que en ella se consiga dividida por la temperatura del aire en el interior en Kelvin(los centigardos+273,15ºC).Con esta formula se puede estimar las perdidas por la mayor Tª del aire.

Una forma muy simple de estimar inicialmente la potencia que tendría el coche para otra presión de soplado, es multiplicar la potencia que tiene el coche por la nueva presión(absoluta=la sobrepresión+1 aprox.) que le queremos dar y dividir por la que teníamos antes. Ejemplo:

El golf GTI 150cv,esta soplado a 0,55bar de sobrepresión respecto a la atmosférica,la presión absoluta se obtiene sumandole 1. Si queremos subir la presión 0,25 bar,(dos décimas y media),la presión absoluta del nuevo soplado será 1,8.

Como la idea de esta aproximación es mía (cuando lea Tomcat como le simplifico su trabajo...;-)),aconsejo que en vez usar la potencia declarada cojáis la potencia que han obtenido en autopista, para el Golf fueron 159,5cv,(con 1,55bar absoluta),por lo que si le subimos la presión 0,25bar la nueva presión absoluta es 1,8bar,así que la nueva potencia será:

159,5·1,8/1,55=184,6cv que es la potencia en banco que obtiene aprox. El motor de 180cv que esta soplado a 0,8 bar de sobrepresión.

El TT225 esta soplado a 1,2 de sobrepresión,es decir 0,65 bar más que el 150cv,Vamos a ver la potencia que se obtendría usando lo dicho a partir del motor del golf150cv subiendo el soplado 0,65bar.

159,5·2,2/1,55=225,67cv

Para ver que se cumple para un diesel,como había alguien interesado en un 530d,había un preparador de un 330d que se probo en autopista y no se la potencia que prometía pero soplo el coche 0,4 décimas más pasando de los 1,1 a los 1,5 de sobrepresión,que en absoluta son de 2,1 a 2,5 .Y en banco le dio 219cv.Vamos a verlo:El 330 creo recordar que en banco daba casi clavados los 184cv,así que:

184·2,5/2,1=219cv

Otro ejemplo más radical,el F40 Lemans se sopla a 2,2(3,2 en absoluta)y dicen que da más de 700cv,Asi que 478*3,2/2,1=728cv(1,1 de serie).

Bueno ahora que podéis haceros una idea de la potencia que ganaríais si lo soplarais esas décimas de más. ¿qué es mejor un chip o aumentar unas décimas? pues lo respondo después,antes hay que explicar más cosas.

Hoy por hoy casi todos los turbos llevan válvula Wates Gates,(conocida como válvula de descarga),es del tamaño de un yogur(a estas horas sólo me viene comida a la cabeza...)y de ella sale un espárrago metálico que empuja una palomilla que dirige o cierra los gases de escape que van hacia la turbina. En este cilindrito metálico también entra un tubito de goma que sale del turbo de la admisión y le indica la presión del turbo.

El espárrago tiene un muelle que no lo deja salir y lo quiere meter dentro ,pero detrás del muelle hay un globo que se infla,y cuando la presión que hay en el globo hace más fuerza que el muelle, el muelle se comprime y el espárrago sale hacia fuera y moverá la palomilla que desvía los gases para que no incidan sobre la turbina.(evidentemente no es un globo exactamente, pero se trata de que todos entiendan la idea).

Por lo tanto la longitud de ese espárrago es fundamental para regular la fuerza del muelle que hay dentro de la válvula(la palomilla esta completamente abierta haciendo tope en la zona del cuerpo de la turbina dejando el mayor caudal posible de los gases hacia ella, si no se alcaza la presión de tarado en la válvula Wates-Gate).

El espárrago tiene una tuerca y contratuerca que permite acortarlo o alargarlo. Si lo alargamos estamos aumentando la fuerza inicial del muelle y por lo tanto la presión que tiene que haber en la válvula para que venza el muelle es mayor, es decir si acortamos la longitud del espárrago aumentamos la presión de soplado,y si lo alargamos la bajamos. Ojo que la cosa es muy sensible, cada dos milímetros que lo acortemos es una décima de presión que estamos subiendo(es para que os hagáis una idea).

Os había dicho que le daba potencia a un coche en 5 seg, ¿ cómo?, es lo mismo acortar la longitud del tornillo que alejar la válvula del espárrago ,es decir doblo el soporte de la válvula hacia atrás, aprox, dos milímetros por décima .¿qué es una animalada hacerlo así?, pues si, pero yo soy muy Heavy .En mi coche para regular la presión hay que desmontar el turbo ya que no se puede apretar y aflojar el espárrago, así que siguiendo la ley del mínimo esfuerzo, si lo puedo ajustar en 5seg,no voy a echar un día desmontandolo, pero a vosotros ni se os ocurra hacerlo así, sólo es una anécdota(mi coche me da la presión en colectores con una exactitud de centésimas de bar y el vuestro no, y se si me pase antes de que se rompa).

Bueno pero si la cosa es tan precisa eso de dos milímetros por décima, no es suficiente. Lo primero que hay que hacer es saber exactamente la presión a la que esta tarada la Wates gate(válvula de descarga de vuestro turbo),como se hace ,pues se le desmonta el tubito de goma que le llega del turbo y en su lugar le ponéis un tubo de goma similar y más que compráis en una tienda de suministros del automovil ,así que un extremo a la válvula y el otro a la rueda de repuesto donde le habréis dejado una una presión de dos décimas superior a la que creéis que esta tarada la válvula, Así que un extremo del tubito a la válvula y el otro al pitorro de la rueda de repuesto(meter algo dentro del tubo como una barrena de taladro o algo así para apretar el pitorrito del la válvula del neumático y que suelte el aire hacia la válvula de descarga, los afortunados que posean un compresor adecuado...ya saben),Bueno pues mientras la presión que le deis a la válvula sea mayor que la que esta tarada veréis como el espárrago sale hacia a afuera(y mueve la palomilla que desvía los gases de escape de la turbina) ,vais bajando la presión del neumático hasta el punto en que casi no se mueva el espárrago , esa es la presión de tarado de vuestro coche. Luego si queréis acortáis el tornillo y volvéis a medir a cuanto la habéis tarado. Hasta retardarla a la presión exacta que queríais. Si el turbo esta desmontado se hace en un momen, ejem si esta a o,8 y queréis ponerlo a uno, le enchufáis el tubito desde el neumático o el compresor cuando esta a un bar, y disminuís la longitud del espárrago hasta el punto de que casi no se salga hacia fuera a esa presión.

Bueno, esto es la forma de subir la presión que tienen los buenos mecánicos que preparan coches. Pero a mi no me gusta ,ya que cuando se va por autopista en cruceros largos a alta velocidad, ahora iras pisando un 50% cuando antes pisabas un 70%,pero es que el turbo te esta girando ligeramente más rápido, y no es necesario, ya que, ¿qué más te da pisar un 50% que un 70%?,lo ideal es que tengas toda la potencia cuando pisas a fondo y hasta entonces que todo vaya con el mínimo desgaste y consumo hasta entonces. Por lo que lo mejor es hacerle un sistema de overboost, es decir un sistema que con un interruptor en el tablero puedas darle más potencia al coche cuando la necesites,(tipo man in black,el botón rojo).

Y como se hace esta maravilla, pues es muy fácil y muchos coches ya lo tienen ,no necesitas ni medir la presión de la válvula ni tocarla ,ni tampoco acortar o alargar el tornillo y mucho menos desmontar el turbo.

Consiste dejar escapar parte de la presión que va a la válvula Wates gate(descarga) mediante una electroválvula ,Este sistema en realidad lo llevan todos los coches que llevan control electrónico del turbo. ¿cómo sabes si tu coche lo lleva?, mira el tubo de goma que va del turbo a la Wates gates, si es el único tubo de goma que sale del turbo acaba directamente en la Wates gates, tu coche no lleva control electrónico del turbo. Si el tubo de goma que sale del turbo se divide en dos o hay otro más que acaba en una electroválvula, tu coche tiene control electrónico del turbo.

¿qué diferencia hay entre el overboost y el control electrónico?, en la instalación ninguna. Esta en el concepto.

Si un coche tiene overboots y esta tarado a un bar de presión, la válvula Wates gate esta tarada a un bar,y la electroválvula se abre de forma temporal en caso de máxima solicitación desviando parte de la presión que iba a la wates gate de forma que el turbo soplara a una mayor presión extra mientras este conectado la electroválvula del overboost, digamos 1,2bar.Ejem en el Scort Cosworth la válvula de descarga esta tarada a 0,8 pero en overboost, cuando se conecta temporalmente la electroválvula, permite que el soplado alcance los 1,25 bar. El Thema alcanza los 1,1bar u la Wates gate esta a 0,8....Así hay muchos coches,que permiten un soplado adicional de forma temporal,El tiempo va desde los 8 seg en T5-R(da para mucho aunque no lo parezca) hasta los 90seg del Thema(sólo 2,15 bar en presión absoluta con overboost).

Este tipo de sistemas de overboost se están abandonando ,porque un usuario desaprensivo puede abusar de ellos, ya que la mayoría sólo necesitan reconectar levantando el pedal y volviendo a pisar a fondo. ¿Por qué se usa el Overboost?, porque los motores permiten perfectamente un aumento temporal de prestaciones, lo que es muy útil en caso de adelantamientos o un imprevisto. Un tiempo mayor de uso obligaría sobredimensionar todos los elementos móviles y el sistema de lubricación para poder disipar las perdidas de la potencia transmitida, que al ser mayor será mayor el calor y el coche no esta preparado para contener la temperatura ante una solicitación continuada. Es decir a nadie le molesta la llama de un mechero 3seg,e incluso 5seg,pero a partir de ahí se producen daños. En el coche lo mismo una sobrecarga breve no genera la suficiente cantidad calor extra para aumentar la Tª a niveles preocupantes de forma que se alcance la temperatura de flash,y la mayor presión sobre las partes móviles es mucho menor que la que se produce ante el fenómeno de detonación.

Control electrónico del turbo, si se pretende que un motor tenga una presión máxima de soplado de un bar,y se tara la Wates Gate a 1 bar,en el caso de que el conductor este pisando bastante el pedal y se produzca detonación...la gestión no podrá bajar la presión del turbo y en caso de que la disminución del avance(o meter más combustible) no fuera suficiente para subsanar el fallo, el motor no podría hacer nada más que cortar el encendido o dejar que se deteriore el motor.Por lo que llegado a este extremo es conveniente que la inyección pueda bajar la presión de soplado,pero esto no es posible si la Wates-gate esta tarada a una presión excesiva.

Por lo tanto si se quiere que el coche tenga una presión máxima de soplado de 1 bar se tara la Wates-gate a 0,8bar por ejemplo(una presión que garantice que se puede eliminar cualquier fenómeno pernicioso con el ajuste del encendido),y se dota un de un sistema con electroválvula similar al overboots que aumente la presión al conectarse en 0,2bar.La diferencia será que la electroválvula no se conectara temporalmente cuando la solicitación sea máxima, sino que estará conectada siempre y sólo se desconectará en el caso de que se produzca un fenómeno pernicioso para el motor bajando así la presión máxima.Y así poder disminuir la presión electronicamente independiente de lo que solicite el usuario.En ocasiones además esta válvula se conecta cuando se pisan más de 2/3 del pedal,0 71º...o al pisar a fondo.De forma que se tenga una mejor dosificación de la potencia con el acelerador y no la sensación de que cuando pisaste el 50% ya no hay nada más.

COMO SE LE PONE UN OVERBOOST,dos casos:

1/EL COCHE YA LLEVA CONTROL ELECTRONICO O OVERBOOST: En este caso se sustituye la electroválvula por una de mayor pase ajustable,o se deja la que tiene y se le pone otra en paralelo(regulable)(usando dos T).

2/El NO LLEVA NI CONTROL ELECTRONICO NI OVERBOOST:

Se corta el tubo de goma que va desde el turbo a la Wates gates y se mete una T pora conseguir sacar un otro tubo de goma adicional, Este tubo se lleva a una electroválvula regulable (en el caudal de paso, normalmente lo consigue disminuyendo la sección de paso con un tornillo, podéis poner una no regulable y en serie un regulador de caudal ,ya sabéis caudal igual a velocidad por área, así reguláis el área y varías el caudal),cuyo tubo de salida se mete a la admisión entre 8-15cm de la entrada de aire al turbo.(el aire entra axial y sale radial).

Todo lo que necesitáis lo encontraréis en una tienda de neumática(hidráulica).Bueno, ahí va la referencia de la válvula del Deltona 7632715 es la referencia de Lancia(ir a un concesionario Lancia)de la válvula Pierburg(sobre 8500ptas) que controla el overboosts del deltona. Permite una sobre presión muy pequeña,(ya que es de poco paso)dependiendo del tarado que lleve vuestra Wates-gates, aproximadamente aumenta la presión en 0,2+0,02bar.en general conseguiréis entre un 10-15% más de potencia.Siempre es aconsejable poner un indicador de presión en los colectores.Yo uso directamente la señal del piezoeeléctrico que incorporan las centralitas.

Esta válvula tiene la ventaja de que ya tiene tres vías y por lo tanto ya hace el papel de T antes comentada, así se corta el tubo, el pitorro azul de la electroválvula se enchufa al trozo de tubo de goma que va a la Wates-gates, el pitorro rojo va al trozo de tubo de goma que sale del turbo. Y el que esta al lado opuesto en la electroválvula se mete en la admisión entre 8-15cm de la entrada al turbo, ahí hay una presión inferior a la atmosférica, ya que el turbo esta aspirando, de forma que la presión que llega a la Watesgate es la ponderada entre la presión en el turbo y la presión más baja que la atmosférica que hay a 8-15cm antes de la entrada del turbo. No creais que la válvula Wates-gate cierra más tarde porque se deja escapar parte del aire que iba a ella(error generalizado).Si dejáis que el pitorro de la electroválvula que tenía que ir a 8-15cm de la entrada del turbo suelto a la atmósfera dejando que se escape parte del aire que iba a la Wates-gate, la Watesgates seguirá cerrándose a la misma presión de turbo. salvo que el aire escapado sea excesivo y no se cierre nunca.

El inconveniente de la electroválvula del Deltona es que no es regulable,y aunque no consigue subir mucho la presión de turbo os aconsejo que inicialmente le pongáis un regulador de caudal entre la salida de la electroválvula y la toma que va a 8-15cm de la entrada del turbo en la admisión. Otro inconveniente de esta electroválvula es que no lleva terminales fastón y es conveniente soldarlo los dos terminales con estaño y aislarlos,por ejem con nural 27.

También hay que tener en cuenta el que el pitorro que esta en el turbo y del que sale el tubo de goma hacia la Wates-gate, puede tener cualquier pase(diámetro interior),pero si va a tener un sistema de control electrónico, el caudal que debe dejar pasar debe estar de acorde con la capacidad de regulación de la electroválvula. Es decir si el diámetro del pitorro de salida se hace muy pequeño(menor de 1,5milimetros)la carga de Watesgate tendrá un pequeño retraso, y esto provocará picos de sobrepresión perjudiciales . Si el diámetro es muy grande,la presión que sale por el pitorro procedente del turbo es mucho mayor (>3,5-4mm)que la que consigue aspirar el conducto que va 8-15cma la entrada de admisión del turbo,y por lo tanto el efecto de la electroválvula apenas modifica la presión,además de que se hace comprimir mayor cantidad de aire que luego se deja escapar.Un valor adecuado de ese pitorro será 2,5mm de diámetro de esta forma se puede regular también la sensibilidad del sistema.

La conexión eléctrica de la electroválvula es evidente, un terminal cualquiera al negativo(masa) y el otro al interior del coche donde se pone un interruptor para conectarla a voluntad (en serie),luego un fusible y luego un positivo.

Bueno una vez colocada la electroválvula si esta siempre conectada, es lo mismo que acortar la longitud del espárrago, es decir tendremos el problema de que sólo iremos pisando el pedal un 50% respecto al 70% de antes, pero el turbo estará girando a más vueltas. Por lo que es conveniente meterle un interruptor que se conecte al pisar entre ¾ de pedal y a fondo en serie al circuito anterior ,la referencia de este interruptor usado en en algunas Láncia con overboost es7627965,si bien os aconsejo que conecte la electrovalvula a través de un rele para que dure más. También podéis poner en paralelo en paralelo con la electroválvula una luz en el cuadro que os indique cuando esta conectada. Si queréis ponerle un temporizador en cualquier tienda de electrónica podéis comprar uno que le conetaréis en serie con lo anterior ,yo tengo uno que regula entre 0-2min,y lo tengo a 12seg.

La zona más perjudicial para pisar será donde el turbo pega el tironcito inicial aprox donde esta el par max y actúa la Wates gate,ya que el par lo aumentareis en la misma proporción o más. Así que no abuséis del tironcito en esa zona de rpm,a partir de 500rpm por encima del par máx. no tengáis ningún reparo a pisarle a fondo ya que el riesgo de detonación disminuye con las rpm,y la presión bajara, una solución es un sistema electrónico que impida que se conecte la electroválvula hasta llegar a ciertas rpm.

Subir la potencia al coche siempre implica riesgos si no se hace bien lo que esta pasando, pero yo prefiero en un turbo subir un par de décimas la presión que meterle un chip. Ya que la cartografía que traen los coches de serie cubre un rango de presiones mucho mayor que la presión a que trae de serie. Es más, los coches disponen de catografía hasta una presión tal en que actúa el interruptor de seguridad por exceso de presión que esta en los colectores y corta el encendido, en caso de no tenerlo, el último valor de avance tendrá el encendido tan disminuido (ejem 3ºhasta 2500rpm que aumenta linealmetnte hasta 13º a más de 6000rpm).Además en función del soplado la inyección ya se encarga de inyectar ella más gasolina ,y todo bajo la cartografía muy conservadora desarrollada por los propios ingenieros de la casa. Por lo que para aumentar la potencia entre un 10-15% se puede aumentar perfectamente la presión hasta 0,2bar.Sabiendo que para uso temporal como el caso del overboost ya descrito,(y no para ir a chapa largo tiempo por autopista).

Por el contrario el chip aumenta el avance y a la vez inyecta más combustible con lo que también disminuye el mayor riesgo de detonación introducido al aumentar el avance. Pero si bien la potencia que se consigue es debida a una mayor presión y carga en la fase de compresión, que aunque se compense con la también mayor presión en el posterior descenso(fuerza sobre el pistón = presión por área). No quita que se este sobrecargando la bancada respecto a los valores iniciales, llegando al extremo de competición donde se busca que el balance entre las dos áreas sea lo más favorable posible, llevando al límite las fuerzas sobre la bancada. Un ejemplo es la detonación ,a priori podría pensarse que es bueno que se queme de forma tan bestia el combustible, pero lo que pasa es que el motor aumenta la pendiente de la curva de presión en el ascenso(compresión),lo que hace que aumente el trabajo de para subir el pistón ,que no se compensa con la mayor presión que habrá en el momento de bajarlo.

Bueno que puesto a elegir me quedo con la cartografía de la casa. Eso si no se os ocurra meterle un chip y luego subir la presión. Se podría subir la presión y luego encargar un chip indicando la nueva presión, (si alguien confía lo suficiente en un preparador).

Que a nadie se le ocurra poner una electroválvula de que regule el caudal de forma electrónica modificando la sección de paso. No os resultará...Las tecnologías de control electrónico en un puñadito de modelos como el Porche turbo son algo más complejas que lo explicado. Al igual que el sistema de mi coche, que cuenta con varías electrovalvulas que matienen la presión constante en colectores, en función de las rpm, aumentando la mezcla, ajustable de forma manual o automática desde el interior, así como la curva de potencia y su valor máximo(de 180 a casi300cv),controlando a su vez la detonación, limitandolo electronicamente a 250km/h,desconectando el compresor del AA(también en reducciones),Y no se le puede engañar para volver a conectarlo ya no para reconectarlo exige bajar de 5000rpm con el pedal pisado más de un 71% es decir cuando vas a más de 200km/h sólo puedes usarlo una vez luego tienes que bajar la velocidad para usarlo de nuevo(las otras marchas se acaban antes de los 12seg), cuando se conecta y pones largas deja encendidas a la vez las cortas (hasta un max de 8seg,para proteger la optica)....Bueno que esto se alarga mucho,y si me pongo a explicar la más detalladamente lo parte electrónica la cosa se sale ,además de la dificutad de transmitirlo.

Saludos a todos, y espero que haya sido lo suficiente práctico y accesible.

Escrito originalmente por cuorerosso
el motor del nuevo xtype(que es Ford) el 2.0 de 130 cv tiene función overboost

Escrito originalmente por rodri10f

Un saludo a todos, y al abuelo también, de parte de otro senil MB

Os había dicho que le daba potencia a un coche en 5 seg, ¿ cómo?, es lo mismo acortar la longitud del tornillo que alejar la válvula del espárrago ,es decir doblo el soporte de la válvula hacia atrás, aprox, dos milímetros por décima .¿qué es una animalada hacerlo así?, pues si, pero yo soy muy Heavy .