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¿Qué es un cojinete turbo? Tipos de cojinetes para turbocompresores

Rodamiento turboEl rodamiento en el turbocompresor, para entender el turbocompresor, primero necesitamos conocer el turbocompresor y sus partes móviles.

 

¿Qué turbocompresor?

Un turbocompresor, que solemos encontrar en los automóviles, es en realidad un compresor de aire que comprime el aire para aumentar la cantidad de aire que ingresa al motor. Utiliza el impulso inercial de los gases de escape del motor para empujar la turbina en la cámara de combustión. La turbina impulsa el impulsor coaxial, que a su vez presuriza el aire enviado a través del filtro de aire para introducirlo en el cilindro. Cuando aumenta la velocidad del motor, la velocidad de descarga de los gases de escape y la velocidad de la turbina también aumentan simultáneamente. El impulsor comprime más aire en el cilindro, lo que aumenta la presión y la densidad del aire, permitiendo una mayor combustión del combustible. Al aumentar la cantidad de combustible y ajustar la velocidad del motor, se puede incrementar la potencia del motor.

 

¿Cuáles son las partes móviles de un turbocompresor?

Las partes móviles del turbocompresor son también los componentes principales: la rueda de la turbina, el impulsor del compresor y el eje del rotor. La carcasa del sobrealimentador tiene un movimiento relativo de alta velocidad, que resulta insoportable para los cojinetes ordinarios, por lo que el cojinete del sobrealimentador es un cojinete flotante especial.

 

En realidad, se trata de un anillo de cobre que recubre el eje y la carcasa, con holguras entre el anillo y el eje, y entre el anillo y la carcasa. Cuando el motor está en funcionamiento, bajo la acción de la presión del aceite, se forma una doble película de aceite en estas piezas, y el rotor flota sobre dicha película y gira a alta velocidad.

 

Debido a las velocidades de rotación extremadamente altas y a las temperaturas extremadamente elevadas, esta zona también impone exigencias extremadamente altas en cuanto a lubricación y refrigeración.

 

Si el sobrealimentador no está bien lubricado y refrigerado, provocará un desgaste anormal del cojinete, acortará considerablemente su vida útil, aumentará la holgura entre el rotor y la carcasa, y parte del aceite entrará en el tubo de admisión o de escape desde esa parte, lo que provocará una grave avería por consumo excesivo de aceite.

 

Tipos decojinetes turboalimentados

Como componente móvil clave del turbocompresor, la estructura del rodamiento está relacionada con la fiabilidad y durabilidad de la turbina. Existen dos tipos principales de rodamientos para turbocompresores: los rodamientos flotantes y los rodamientos de bolas.

 

Actualmente, la mayoría de los principales fabricantes de automóviles utilizan cojinetes flotantes, que deben ser duraderos y económicos. El cojinete flotante es en realidad un anillo sobre el eje, y existe un espacio entre el anillo y el eje, y entre el anillo y la carcasa del cojinete, formando una doble película de aceite. El anillo flota entre el eje y la carcasa. Generalmente, el espacio de la capa interna es de aproximadamente 0,05 mm, y el de la capa externa es de aproximadamente 0,1 mm. El espesor de la pared del cojinete es de aproximadamente 3,0-4,5 mm, y está hecho de una aleación de bronce de estaño-plomo, y la superficie del cojinete está recubierta con una capa de aleación de plomo-estaño o indio metálico con un espesor de aproximadamente 0,005-0,008 mm. Cuando el sobrealimentador está en funcionamiento, el cojinete gira entre el eje y la carcasa. Por lo tanto, podemos encontrar las desventajas de los cojinetes flotantes: alta resistencia al giro de los ejes de la turbina, altos requisitos de presión y calidad de aceite, e inestabilidad en el control dinámico de los ejes de la turbina.

 

Los rodamientos de bolas se encuentran con mayor frecuencia en automóviles de alto rendimiento y, como su nombre lo indica, consisten en la instalación de bolas en el eje de la turbina para reemplazar el aceite en el cojinete flotante. La ventaja de los rodamientos de bolas es precisamente la opuesta a la de los cojinetes flotantes: menor fricción, menor histéresis de la turbina y mayor facilidad para alcanzar los límites dinámicos; la dinámica del eje de la turbina se puede controlar eficazmente; la presión y la calidad del aceite se pueden reducir ligeramente, lo que indirectamente aumenta la vida útil de la turbina. Sus desventajas también son evidentes: su vida útil no es tan buena como la de los cojinetes flotantes, generalmente entre 70.000 y 80.000 kilómetros, y su mantenimiento es costoso y complejo. Sin embargo, debido al atractivo de los rodamientos de bolas en términos de potencia, siguen siendo el componente principal en los automóviles de alto rendimiento.