¿Qué pasó con los turbos de geometría variable?

No es que hayan desaparecido del todo, pero hace 10 años parecían ser una de las novedades tecnológicas más interesantes del mercado.

Sin embargo, hoy en día, encontrarlos en los deportivos de gasolina es una rareza. ¿Qué ha pasado?

En primer lugar, algunas explicaciones…

Una de las razones por las que un turbocompresor de geometría variable parece tan atractivo para un conductor es la promesa teórica de una sobrealimentación constante cuando se necesita; un turbo que proporciona la cantidad más adecuada de aire comprimido al motor en todo momento. Sin retardo, sin acumulación, sólo un «stu-stu-stu-stu» puro y sin ataduras. Independientemente de la velocidad del motor.

¡Sí! ¡Sí! *(crédito del vídeo: MotorTrend.com)

¡Sí! ¡Sí! ¡Sí! *guiños* (crédito del vídeo: MotorTrend.com)

Utilizando paletas adaptativas en la turbina de escape, un turbo de geometría variable puede cambiar su ángulo de ataque en tiempo real.

Esencialmente, un turbocompresor de geometría variable puede ser un turbo pequeño y sensible a bajas revoluciones, antes de transformarse en un turbo grande y carnoso cuando el motor se pone en marcha.

Suena increíble, ¿verdad? Es como tener un turbo pequeño y un turbo grande en una configuración secuencial de doble turbo. Pero en lugar de eso, es este «todo en uno» raro tipo CVT-turbo.

Cuanto más bajas sean las revoluciones, más pequeño será el turbo. Es lo mejor de ambos mundos.'s the best of both worlds. Cuanto más bajas sean las revoluciones, más pequeño será el turbo. Es lo mejor de los dos mundos.

No tienes que preocuparte de mantener dos turbos enteros por separado, en caso de que justifiques ese salto, y cuando la policía local meta la cabeza bajo el capó para comprobar que todo es legal, no se desconcertará por el hecho de que te hayas atrevido a añadir más de un «dispositivo hoon».

También hay otras ventajas.

Debido a que la entrega de potencia es mucho más ágil cuando el turbo entra en acción, el motor se comporta algo más como una unidad de aspiración natural, en lugar de esa sensación de «nada, nada, nada, ohmygod» con la que estarían familiarizados los antiguos propietarios del Porsche 930.

*Pone el pie en cualquier turbocompresor de los años 80*'80s* *Pone el pie en cualquier turbocompresor de los años 80*

También hay una distribución de par más larga y plana en los rangos medios; la capacidad del motor de funcionar con una relación aire-combustible más pobre y eficiente bajo carga parcial; una mayor eficiencia térmica debido a un A/R adaptativo; y el motor no estará esperando a ser revolucionado para poder generar suficiente impulso, como una situación de turbo grande y tampoco será estrangulado en situaciones de alto flujo y altas rpm por un turbo pequeño.

Si es tan bueno entonces, ¿por qué no los tenemos?

Bueno, lo hicimos. Una vez.

En 2007 Porsche desveló el 911 Turbo (997) -otro de la larga lista de 911 Turbos «holy s*** that’s fast»- pero esta vez, Porsche hizo algo diferente.

Aparte del Honda Legend del 88 y del Shelby CSX de 1989, el Porsche 911 Turbo de 2007 fue el primer coche de gasolina con tecnología VGT.'88 Honda Legend and 1989 Shelby CSX, the 2007 Porsche 911 Turbo was the first petrol-powered car with VGT tech.

En lugar de aumentar la potencia y hacer que el legendario «Turbo» fuera aún más temible, como hicieron con todos los 911 turboalimentados, Porsche se esforzó por hacer del nuevo 997 Turbo un coche más limpio y habitable.

Para lograrlo, Porsche instaló un par de turbos de geometría variable BorgWarner con el fin de agilizar la entrega de potencia y la eficiencia mecánica. Y vaya que recibió su cuota de elogios de la crítica.

  • Ya sea en la calle o en la pista, Porsche no es ajena a la turboalimentación.
  • Aunque aumentar la potencia era una prioridad para el nuevo coche, Porsche también dedicó tiempo a mejorar el refinamiento y las emisiones.

    Aunque aumentar la potencia era una prioridad para el nuevo coche, Porsche también dedicó tiempo a mejorar el refinamiento y las emisiones.

  • Los turbos de geometría variable de Porsche también utilizaban una función

    Los turbos de geometría variable de Porsche también utilizaban una función «Overboost», que aumentaba el par en 60 Nm durante diez segundos.

  • Aunque crear enormes cantidades de potencia es relativamente fácil, mantener los componentes suficientemente fríos es otro problema.

    Aunque crear enormes cantidades de potencia es relativamente fácil, mantener los componentes suficientemente fríos es otro problema.

  • La potencia total del seis cilindros planos biturbo de 3,6 litros es de 353kW a 6000rpm y 680Nm a 2100-4000rpm. La potencia se inicia a unas impresionantes 1.950 rpm. La potencia total del seis cilindros planos biturbo de 3,6 litros es de 353 kW a 6.000 rpm y 680 Nm a 2.100-4.000 rpm. La potencia comienza a partir de unas impresionantes 1.950 rpm.

Todo lo que tiene que ver con la entrega de potencia del nuevo coche, la respuesta del acelerador y (la ausencia de) retraso del turbocompresor ha sido elogiado casi universalmente. No es de extrañar, viniendo de la compañía que tiene una larga historia de creación, refinamiento y perfeccionamiento de la aplicación de la turbocompresión en los coches deportivos.

Entonces, si es una de esas innovaciones que funciona bien en la teoría – y en la práctica-, ¿por qué no hemos visto el efecto goteo de aplicar turbocompresores de geometría variable a coches deportivos más asequibles?

El director de IAM Asia – BorgWarner, Garry Shields, dijo lo siguiente: «Los turbocompresores VTG (Variable Turbine Geometry) son muy caros de fabricar debido a los componentes adicionales y a los materiales altamente especializados que se utilizan para hacer frente a las altas EGT (temperaturas de los gases de escape) en los motores de gasolina. Los fabricantes suelen querer alcanzar sus objetivos de rendimiento, eficiencia, facilidad de conducción y emisiones con el producto de menor coste disponible»

Además, aunque los VGT se encuentran casi exclusivamente en aplicaciones diésel para vehículos pesados, el Sr. Shields dijo que es más probable que se deba al hecho de que los VGT fabricados para motores diésel no requieren los mismos materiales altamente especializados debido a la menor EGT.

«Todos nuestros clientes OEM tienen la opción de utilizar la tecnología VTG (Variable Turbine Geometry), sin embargo, siempre elegirán la opción de menor coste teniendo en cuenta sus requisitos generales de rendimiento, eficiencia, manejabilidad y emisiones. Creo que sólo Porsche utiliza actualmente nuestra tecnología VTG de gasolina para la inducción forzada de una sola etapa»

De hecho, sólo hay un puñado de coches deportivos de gasolina que utilizan turbocompresores de geometría variable. Los modelos 718 de Porsche (Boxster S/Cayman S) y el actual 911 Turbo son dos. Y el nuevo Swift Sport de Suzuki, de 25.490 dólares, es otro. Raro.

Sin embargo, por alguna razón, todos los motores de serie del 911 Carrera utilizan turbos mono-scroll.

Turbo mono-scroll, twin-scroll, VTG… ¿Cuál es el problema y cuál es mejor?

Si las cosas fueran tan fáciles...

Si las cosas fueran tan fáciles…

Siendo breve: los turbos mono-scroll son los más básicos. Son el diseño simple y corriente que, aunque tiene lag, puede tener su lag ‘arreglado’ añadiendo otra unidad al lado.

Aunque añadir más turbos es impresionante, es una solución poco práctica.

No se llega a ‘no estar en quiebra’ tirando aún más dinero. Hay que adaptarse. Y ahí es donde entran los turbos twin-scroll.

Al igual que un turbo de geometría variable, los turbocompresores twin-scroll ofrecen muchas ventajas técnicas respecto a sus hermanos monoscroll más sencillos.

Aumentan el par a bajas revoluciones, mejoran la respuesta de sobrealimentación, aumentan la potencia en toda la banda de potencia, maximizan la eficiencia de la turbina, reducen las pérdidas de bombeo del motor, mejoran el ahorro de combustible y disminuyen la dilución de la carga de admisión durante el solapamiento de las válvulas, además de reducir las temperaturas de los gases de escape.

Incluso se puede sustituir una configuración mono-scroll de doble turbo por una sola unidad de doble scroll. Que es más o menos lo que BMW hizo para su coupé deportivo M2 cuando sustituyó el antiguo coupé M de la serie 1 con doble turbo.

Comparado con los turbos VTG, las unidades twin-scroll parecen una alternativa fuerte – que son.

  • Los dos turbocompresores utilizados en esta comparación tenían la misma relación A/R y la misma presión de sobrealimentación, y se pusieron en el mismo motor. (Crédito de la imagen: DSportMag.com) Los dos turbocompresores utilizados en esta comparación presentaban la misma relación A/R y la misma presión de sobrealimentación, y se montaron en el mismo motor. (crédito de la imagen: DSportMag.com)
  • Esto es una mejora bastante considerable desde cualquier punto de vista. (Crédito de la imagen: DSportMag.com)'s a pretty sizable improvement by any regard. (image credit: DSportMag.com) Es una mejora bastante considerable en cualquier sentido. (crédito de la imagen: DSportMag.com)

Cuando se mira el mercado de los coches deportivos, parece que Porsche es el único que se ha quedado con los turbos VTG.

El Golf GTI de Volkswagen tiene una configuración twin-scroll, al igual que el i30 N de Hyundai, el A45 AMG de Mercedes-Benz, los viejos Rexy STI y Evo X, y muchos más. Están por todas partes.

Y aunque las ventajas de un twin-scroll son comparables a las de un VTG, tienen algunas características diferenciadoras.

Para simplificar, los turbos twin-scroll no tienen álabes. Al igual que los turbocompresores monoscroll, son sencillos. Excepto que los turbocompresores twin-scroll requieren una carcasa de turbina de entrada dividida y un colector de escape adecuadamente diseñado que empareja la mitad de los cilindros en un scroll, y la otra mitad en otro.

En una aplicación de cuatro cilindros, los cilindros uno y tres soplarán los gases de escape en un scroll, y los cilindros dos y cuatro soplarán en el segundo scroll.

  • Puedes ver la diferencia entre un turbo mono-scroll y un turbo twin-scroll . (crédito de la imagen: DSportMag.com) Puedes ver la diferencia entre un turbo monoscroll y un turbo twin-scroll . (crédito de la imagen: DSportMag.com)
  • A diferencia de un turbo estándar que consume una presión constante, los turbos twin-scroll consumen los gases de escape en

Es difícil decir qué diseño es «mejor», sobre todo cuando tal argumento generará una respuesta similar al siempre molesto «todo depende de las circunstancias».

Pero aunque los turbocompresores twin-scroll tienen ventajas similares a los turbos VTG, sus beneficios colectivos no son tan fuertes en general. Sin embargo, deberían ser más fiables; al tener menos componentes móviles y estar libres de apoyarse en actuadores secundarios y terciarios para funcionar correctamente.

Y aunque los turbocompresores VTG son impresionantes -probablemente el pináculo del diseño de turbocompresores- son bastante caros. Terriblemente.

Además, también pueden ser bastante difíciles de instalar y calibrar en un motor que no fue pensado para ellos en primer lugar. Algo tiene que decirle a esos álabes cuándo moverse, y en qué medida.

Pero entonces, si los turbocompresores de geometría variable son tan buenos, ¿por qué casi todo el mercado adaptaría la tecnología de turbocompresión twin-scroll?

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