Un turbocompresor (técnicamente un turbocompresor ), coloquialmente conocido como turbo , es un dispositivo de inducción forzada accionado por turbina que aumenta la potencia de salida de un motor de combustión interna al forzar la entrada de aire comprimido adicional en la cámara de combustión . [1] [2] Esta mejora con respecto a la potencia de salida de un motor de aspiración natural se debe a que el compresor puede forzar más aire (y proporcionalmente más combustible) hacia la cámara de combustión que la presión atmosférica (y, en realidad, las tomas de aire ram ) por sí sola.
Los fabricantes suelen utilizar turbocompresores en motores de camiones, automóviles, trenes, aeronaves y equipos de construcción. Se utilizan con mayor frecuencia con motores de combustión interna de ciclo Otto y de ciclo diesel .
La inducción forzada se remonta a finales del siglo XIX, cuando Gottlieb Daimler patentó la técnica de usar una bomba accionada por engranajes para forzar el aire en un motor de combustión interna en 1885. [3]
La patente de 1905 [4] de Alfred Büchi , un ingeniero suizo que trabajaba en Gebrüder Sulzer (ahora llamado simplemente Sulzer) a menudo se considera el nacimiento del turbocompresor. [5] [6] Esta patente era para un motor radial compuesto con una turbina de flujo axial accionada por escape y un compresor montado en un eje común. [7] [8] El primer prototipo se terminó en 1915 con el objetivo de superar la pérdida de potencia experimentada por los motores de los aviones debido a la disminución de la densidad del aire a gran altura. [9] [10] Sin embargo, el prototipo no era fiable y no llegó a producción. [9]Otra patente temprana para turbocompresores fue solicitada en 1916 por el inventor francés de turbinas de vapor Auguste Rateau , para su uso previsto en los motores Renault utilizados por los aviones de combate franceses. [7] [11] Por separado, las pruebas de 1917 realizadas por el Comité Asesor Nacional Estadounidense para la Aeronáutica y Sanford Alexander Moss mostraron que un turbocompresor podría permitir que un motor evite cualquier pérdida de potencia (en comparación con la potencia producida al nivel del mar) a una altitud de hasta a 4.250 m (13.944 pies) sobre el nivel del mar. [7] La prueba se llevó a cabo en Pikes Peak en los Estados Unidos utilizando el motor de avión V12 Liberty . [11]
La primera aplicación comercial de un turbocompresor fue en 1925, cuando Alfred Büchi instaló con éxito turbocompresores en motores diésel de diez cilindros, aumentando la potencia de salida de 1300 a 1860 kilovatios (1750 a 2500 hp). [12] [13] [14] Este motor fue utilizado por el Ministerio de Transporte alemán para dos grandes barcos de pasajeros llamados "Preussen" y "Hansestadt Danzig". El diseño fue licenciado a varios fabricantes y los turbocompresores comenzaron a usarse en aplicaciones marinas, automotores y estacionarias grandes. [10]
Los turbocompresores se usaron en varios motores de aviones durante la Segunda Guerra Mundial, comenzando con el Boeing B-17 Flying Fortress en 1938, que usaba turbocompresores producidos por General Electric. [7] [15] Otros primeros aviones turboalimentados incluyeron el B-24 Liberator , el P-38 Lightning , el P-47 Thunderbolt y los prototipos experimentales Focke-Wulf Fw 190 .