Dimensionar un turbo desde su mapa

Un mapa de compresor lleva el caudal másico en la abscisa, la relación de presión en la ordenada, y islas cerradas de rendimiento en medio. Dimensionar un turbo es encontrar el punto en el que su motor va a funcionar realmente y mirar dónde cae en el mapa del que esté considerando.

La calculadora de abajo obtiene el punto. No nombra ningún turbo, y es deliberado: emparejar una rueda exige su mapa real, y no hay forma honesta de tenerlos sin los datos del fabricante. Una calculadora que le entrega una referencia que no puede justificar vale menos que una que le entrega una coordenada.

Los dos ejes

El caudal másico, en libras por minuto, es lo que el motor traga:

caudal de aire = RV × cilindrada × (régimen ÷ 2) × densidad de carga

La misma expresión que en la página de potencia, porque es la misma pregunta. Dos ajustes: un pequeño porcentaje por fugas de segmentos y recirculación de la válvula de descarga, y nada por el intercooler — un intercooler cambia la densidad, no la masa.

La relación de presión es la presión absoluta de colector dividida por la ambiente. Fíjese en absoluta y en ambiente:

RP = (ambiente + soplado) ÷ ambiente

15 psi a nivel del mar dan una relación de unos 2,0. Los mismos 15 psi a 1.500 m dan unos 2,2, porque el compresor parte de aire más enrarecido y tiene que empujar más lejos. La altitud no le quita mucha potencia a un motor turbo, pero hace que el compresor trabaje más para la misma lectura de manómetro.

La tubería cuenta

El compresor no hace presión de colector — hace presión de colector más lo que el intercooler y los tubos se llevan por el camino. Dos o tres psi es lo normal, más con un núcleo restrictivo. El compresor está por tanto trabajando a una relación mayor de la que sugiere el manómetro, algo que conviene saber antes de decidir que una rueda cabe holgadamente en su mapa.

Leer dónde cae el punto

Dentro de una isla del 70 % es lo que se busca. El rendimiento no es una abstracción aquí: todo lo que el compresor desperdicia sale como calor en la carga, y el aire caliente es poco denso. Un compresor al 60 % en lugar del 75 % le entrega un aire que necesita un intercooler mucho mejor para valer lo mismo.

El borde izquierdo es el bombeo. Demasiada relación de presión para demasiado poco caudal y el aire se desprende de los álabes y retrocede — el martilleo a carga parcial, y destroza los cojinetes axiales. Una rueda demasiado grande para el motor vive ahí a bajo régimen.

El borde derecho es el bloqueo. La rueda está en su límite de caudal; más vueltas no compran nada y el rendimiento ya se ha hundido. Una rueda demasiado pequeña se acaba ahí arriba.

La regla empírica, y lo que vale

Aproximadamente 9,5 a 10 caballos por libra de aire por minuto con gasolina. Sale directamente del AFR y de un consumo específico típico, y sirve de verdad para contrastar el caudal anunciado de un compresor con un objetivo de potencia.

No sabe nada de su motor, eso sí. No puede decirle si el caudal llega a 4.000 rpm o a 7.000, que es toda la cuestión al elegir entre dos ruedas del mismo caudal.

La calculadora muestra ambas cifras, y no coincidirán exactamente — con el 2,0 a 15 psi por defecto, la regla lee alrededor de un 15 % de más. No es un error de ninguna de las dos. La regla supone una mezcla y un rendimiento cercanos a 12,5:1 y 0,50 de consumo específico; el modelo está puesto para un motor sobrealimentado a 11,8:1 y 0,58, más rico y menos eficiente a propósito, así que hace menos potencia con el mismo aire. Donde discrepan es exactamente lo que le cuestan sus decisiones de carburación, y merece la pena verlo en vez de promediarlo.