Selección de Turbo [PDF]

Zitiervorschau

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020

Selección de Turbo Daniel Macías

Objetivos General: •

Realizar la selección de un Turbo para la Ford Bronco 5.0 1994.

Introducción: El turbo del coche se ha convertido en un elemento mecánico que, en los últimos años, se ha venido instalando en los vehículos con motores de menor cilindrada. Por ello, es una pieza clave que debemos vigilar, especialmente, en dos momentos puntuales de la conducción. El funcionamiento básico de un motor turbo es simple: se aprovechan los gases generados por el motor para impulsar más potencia y aumentar las revoluciones a la que trabaja. Dentro de este sistema se encuentra el intercooler, que no es más que un elemento para enfriar esos gases que salen calientes del motor. Es necesario enfriar dichos gases para evitar que el sistema se caliente, debido a que el aire caliente ocupa más volumen. Así, al enviarse aire frío al motor con el turbo, ocupa menos espacio y entra más cantidad. Procedimiento: Se debe obtener las gráficas de toque y potencia, para lo cual se realizó en el banco dinamométrico universitario las pruebas. Dando como resultado 9 pruebas con las siguientes características: •

•

•

Al 10 % de carga: o Marchas: Primera, segunda y tercera. o Velocidad máxima: 140 km/h Al 12 % de carga: o Marchas: Primera, segunda y tercera o Velocidad máxima: 140 km/h Al 14 % de carga: o Marchas: Primera, segunda y tercera o Velocidad máxima: 140 km/h

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020 Seleccionamos un archivo Excel cualquiera de los 9 adquiridos en el Banco de pruebas, recogemos los datos necesarios del vehículo (cilindrada, diámetro, carrera, etc), y aplicamos las fórmulas aprendidas a lo largo del ciclo entre las cuales están: Velocidad del pistón, Consumo específico de aire y de combustible, relaciones de compresión, relación de presión, entre otras. Obtenido los cálculos tenemos los siguientes resultados: Eficiencia FR Fe Densidad del Aire Volumen Total Tipo de motor Poder calorífico Diámetro Carrera

1994 - 2020 @ Fabricante @

Potencia máxima [kW] 76,9 4223 152,87 3800

0,3 1 0,0685 0,957 5000 0,005 305,1187205 0,5 46500 Pistón 101,6 0,1016 76,2 0,0762 Torque máximo [N.m] 209,1 1500 372,85 2400

Tabla 1: Datos técnicos del vehículo. Fuente: Ford Motor Company.

Kg/m3 cm³ m³ in³ KJ/kg mm m mm m Velocidad máxima [kph] 142,00

RPM RPM

Las gráficas de toque y potencia nos indican que el vehículo está en buenas condiciones.

Imagen 1: Torque y potencia. Fuente: Autor

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020 Una vez obtenido los cálculos necesarios se ha llegado a los siguientes resultados obtenidos por tres métodos diferentes: Cálculos con relación a caballos de fuerza y variación de la presión atmosférica P1 P2 P@2500 msnm PR1

0,6771 1,435 0,746 2,12

nv R T2

0,92 639,6 158 70

°F °C

CFM

0,2203 29,1462 19,427 1,3394

kg/s lb/min psi Bar

P2-2 PR2

1,4772 2,182

Bar

V_aire

0,047257

m³/s

MAP

Bar Bar Bar

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020 Cálculo mediante el cuadro de relación de densidad PR DR

1,92 1,82

CFM

624,27 36,8322

ft3/min lb/min

V_aire

0,059719

m³/s

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020 Cálculo por medio de consumo especifico de combustible y temperatura de entrada de aire B G T1 CFM PR

1,50E-02 2,20E-01 288,15 0,234 30,9212 1,92

kg/s kg/s K kg/s lb/min

V_aire

0,050135

m³/s

El catálogo que se tomó como referencia es de TurboMaster, una compañía dedicada al comercio de turbos de diferentes marcas para diferentes utilidades y marcas. En el siguiente se mostrará una tabla con los datos a los que el turbo se permite satisfacer las necesidades planteadas. La marca es Turbo Garrett:

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020

Imagen 2: Turbo cargador Fuente: TurboMaster COUGAR COUGAR ESCORT COSWORTH ESCORT COSWORTH ESCORT RS ESCORT RS ESCORT TD ESCORT TD ESCORT TD ESCORT TD ESCORT TD EVEREST EVEREST EVEREST F-SERIES F-SERIES F-SERIES F-SERIES F-SERIES F-SERIES F250 F250 F250 F250 F350 F350

1983 1983 1992 1992 1984 1987 1993 1996 1997 1998 1998 2015 2016 2016 2002 2004 2005 1999 1999 1999

2002 2010 2003 2005

160 160 227 227

Endura Endura Endura Endura Duratorq Euro5 Duratorq Euro5 Duratorq Euro5 VT365 VT365 V110

90 90 90 90 158 197 197 322 322 324

6.07TCA 6.07TCA 6.07TCA Scorpion V267 V267

177 300 325 325

2.3/V6 2.3/V6 2.0/4 2.0/4 1.6/4 1.6/4 1.8/4 1.8/4 1.8/4 1.8/4 1.8/4 2.2/4 3.2/5 3.2/5 6.0/V8 6.0/V8 6.0/V8 7.3/V8 7.3/V8 7.3/V8 4.2/6 4.2/6 4.2/6 6.7/V8 6.0/V8 6.0/V8

G G G G G G D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D

TBO322 TBO322 TB3403 TB2807 TBO345 TBO355 TBO259 GT1544S GT1544S GT1544S GT1544S GTD1449VZK GTD2056VZK GTD2056VZK GT3771VA GT3771VA GT3872VA GTP38 GTP38 GTP38 TDO4H TDO4H GT2556S AVNT3276 GT3782VAS GT3782VAS

Tabla 1: Catálogo Turbo. Fuente: TurboMaster

465978-0005 465978-0009 452059-0001 452062-0002 466644-0001 466944-0001 452014-0004 452084-0004 452084-0007 452084-0009 452084-0011 831157-0002 822182-0008 822182-0009 720524-0003 720524-0004 720523-0005 702012-0006 702012-0010 702012-0012 49189-03200 49189-03201 717371-0001 795657-0006 743250-0001 743250-0002

E3ZE9G438AF YB1195/2 YB1233/A V85SF6K690AA V86SF6K690AA 91FF6K682AC 96FF6K682AA 96FF6K682AB 96FF6K682AC 96FF6K682AD FB3Q-6K682-AB FB3Q-6K682-DD FB3Q-6K682-PC 1840055C93 1832161C91 1837984C93 1831383C92 1831383C92 1831383C94 9.0529.20.1.0051 9.0529.20.1.0051 9.0529.20.1.0077 BC3Q-9G438-DG 1843761C93 1854480C91

Johan Daniel Macías Criollo 29/09/2020 Conclusiones: En este estudio se ha podido comprender la facilidad de para la selección de un turbo para un vehículo o simplemente un motor/generador, con el fin de mejorar la eficiencia. Cabe recalcar que, si los datos no son correctos, perderemos tiempo y dinero. Se ha podido seleccionar un turbo sin ninguna dificultad hablando de catálogos, ya que existe una gran variedad de marcas y modelos para cualquier requerimiento. Bibliografía: • «Todos los Turbos para turismos y furgonetas Ford - Aplicaciones TurboMaster».

Accedido

28

de

enero

de

2021.

https://www.turbomaster.info/aplicaciones/turismos/ford/TODOS/. • Torroja, Miguel Perez. «¿Qué es el turbo del coche y para qué sirve?» El blog de Endado (blog), 26 de agosto de 2014. https://www.endado.com/blog/que-es-el-turbodel-coche-y-para-que-sirve/.