Diseño y análisis de un turbocompresor para un grupo de sobrealimentación de un motor alternativo.

Abstract

La sobrealimentación juega un papel vital en los motores de combustión interna alternativos desde hace ya varias décadas. El primer diseño de un compresor para ser aplicado a un motor de combustión interna fue de Gottlieb Daimler y lo hizo en el año 1885. Desde entonces y hasta el día de hoy, la historia de la sobrealimentación ha ido fluyendo a la par que los motores de combustión interna. La tendencia en el campo automovilístico siempre ha sido bajar los precios por kW y para ello se tiende a hacer motores cada vez más pequeños y más sobrealimentados para, con menos tamaño de motor, lo que normalmente quiere decir menos precio, se tenga el mismo par y potencia. El concepto de sobrealimentación se basa en el hecho de que para obtener más potencia por parte del motor es necesario quemar más combustible y para ello es necesario introducir más aire. Por ello, la industria donde más desarrollo tuvo este tipo de tecnología fue la del sector aeronáutico debido a una falta de aire a alturas elevadas lo que llevo a la utilización de compresores para aumentar la densidad del aire de entrada al motor. El objetivo principal de este trabajo será el diseño y análisis de un turbocompresor para un grupo de sobrealimentación de un motor de combustión interna alternativo. Para ello se recurrirá a un software informático especializado en ello, y se buscará la solución más eficiente para las condiciones dadas. El afán por realizar este trabajo viene gracias al contacto con un software actual y comercial de diseño de turbomáquinas térmicas, con vistas a una posible iniciación al diseño y optimización de estas máquinas ya que el aumento de eficiencia es un campo de la ingeniería que nunca dejará de desarrollarse.

Turbocharching plays a vital role in reciprocating engines. The first design of a compressor to be applied to a reciprocating engine was made by Gottlieb Daimler in 1885. Since then, the technology of turbocharging has been improving at the same pace as the engines. The trend in the automotive field has always been getting lower prices per kW. Therefore, engines are getting smaller and with higher boost levels. This is because with a smaller engine, you have the same torque and power. The concept of turbocharging is based on the fact that to get more power from the engine it is necessary to burn more fuel and more air is needed. Therefore, the industry where this type of technology has developed quicker is the aeronautical. Due to a lack of air at high altitudes it was mandatory the use of compressors to increase the density of air entering the engine. The main objective of this work will be the design and analysis of a compressor for a turbocharger group of a reciprocating engine. For this purpose, a computer software will be used, and the most efficient solution for the given conditions will be found and applied. The motivation to carry out this work comes because of a contact with a current and commercial software of thermal turbomachinery design. A possible initiation to the design and optimization of these machines would be really appealing since the increase of efficiency is one of the main roles of engineering and it will never stop developing.