Válvula de Descarga
Introducción
Una válvula de descarga también llamada waste-gate es un sistema de liberación de presión que está presente en la mayoría de motores con turbocompresor. Su finalidad es liberar el exceso de presión del turbo cuando el acelerador se cierra rápidamente en condiciones de impulso, alargando su vida útil y, en casos extremos, evitando daños en el compresor.[1].
Características
Según su diseño, podemos diferenciar 2 tipos de válvula de descarga, las de recirculación y las de descarga atmosférica:.
Las válvulas de descarga se diseñaron para evitar sobrepresiones no deseadas en el compresor, un fenómeno que se producía al soltar el acelerador en un motor con turbo que no tuviera forma de expulsar el exceso de compresión de aire acumulado. Cuando se cierra la válvula de mariposa del acelerador en un motor turboalimentado, con la turbina girando a alta velocidad, el flujo se reduce más allá del límite de sobrepresión (surge line) del compresor. En este punto, el diferencial de presión (delta-P) a través del compresor se reduce y conduce a un colapso en el flujo y posiblemente incluso a una inversión del flujo y un colapso en la cámara de presión.[2] Como el compresor sigue girando a alta velocidad, una vez que el flujo se ha reducido lo suficiente, el delta-P a través del compresor comienza a elevarse y el flujo se restablece en la cámara. Esto continúa hasta que una vez más se presuriza la cámara y el flujo comienza a caer hasta que se sobrepasa nuevamente el límite de sobrepresión y el ciclo se repite.[1][3] Este flujo inestable conduce al ruido cíclico que a veces se escucha en motores de alto impulso sin válvula de derivación. Con una válvula instalada, el flujo se mantiene evitando que el compresor entre en el ciclo de sobrepresión.
El ciclo repetido de alta velocidad causará un par cíclico en el compresor y puede conducir a mayores tensiones en los cojinetes y el impulsor del compresor.[2].
Funcionamiento
Una válvula de descarga está conectada a un manguito de vacío que va al colector de admisión, posterior a la mariposa del acelerador. Cuando se cierra el acelerador, la presión relativa del colector cae por debajo de la presión atmosférica y la diferencia de presión mueve el pistón de la válvula de descarga. El exceso de presión del turbocompresor se expulsa a la atmósfera o se recircula en el propio circuito del compresor, dependiendo del tipo de válvula.