Calculadora turbo

Escribe una potencia objetivo, la presión de turbo (boost), la altitud y los datos del motor. Obtienes el caudal de aire que pide el objetivo, la relación de presión del compresor y el caudal del motor en todo el rango de rpm, como puntos para marcar en un mapa del compresor.

Objetivo, boost y motor

hp
Escribe un número mayor que cero.
:1
Por defecto 12.0:1, un supuesto para un motor de gasolina sobrealimentado a plena carga. Usa la cifra de tu propio mapa de inyección. Escribe una relación de 5 a 20.
lb/hp/hr
Por defecto 0.60, una regla práctica común para motores de gasolina sobrealimentados, no un valor medido. Escribe un BSFC de 0.20 a 1.50.
psi
Escribe un boost de 0 o más.
ft
Escribe una altitud de -1500 a 15 000 ft (-457 a 4572 m).
psi
Pérdidas en el intercooler y los tubos entre el compresor y el colector de admisión. El compresor tiene que dar esta presión además del boost que marca el manómetro. Por defecto 0. Escribe 0 o más.
Escribe una cilindrada mayor que cero.
%
Se mantiene igual en todas las rpm, algo que no ocurre en un motor real. Escribe una eficiencia volumétrica de 10 a 150 %.
°F
Después del intercooler, si lo hay. Escribe una temperatura de -60 a 400 °F (-51 a 204 °C).
rpm
Escribe unas rpm de 500 a 25 000.
rpm
Escribe unas rpm mayores que las más bajas, hasta 25 000.

Referencia del mapa del compresor

°F
Escribe una temperatura de -60 a 400 °F (-51 a 204 °C).
psi
Escribe la presión de referencia absoluta impresa en el mapa.
°F
Escribe una temperatura de -60 a 400 °F (-51 a 204 °C).

Los mapas de compresor muestran el caudal corregido, referido a la presión y la temperatura de entrada impresas en el mapa. Los valores por defecto son la atmósfera estándar a nivel del mar (14.70 psi, 59 °F, es decir 1.01 bar y 15 °C). Cámbialos por los de tu mapa.

Esto es aritmética con los números y supuestos que escribiste. No elige ni recomienda ningún turbo. Revisa cualquier turbo con su propio mapa y los datos del fabricante.

Puntos para un mapa del compresor

Motor con boost completo, por rpmCaudal para la potencia objetivo

La potencia en cada caudal usa el mismo BSFC y la misma relación aire-combustible que el objetivo. Marca cada fila en el mapa que estás revisando, con su caudal corregido y su relación de presión.

Qué significa cada dato

  • Potencia objetivo, relación aire-combustible y BSFC: fijan cuánto aire pide el objetivo. El BSFC (brake specific fuel consumption, consumo específico de combustible) son libras de combustible por hp y por hora. Los valores por defecto, 12.0:1 y 0.60, son supuestos, no mediciones.
  • Boost, altitud y presión perdida: fijan la relación de presión que debe dar el compresor. La presión exterior sale de la atmósfera estándar.
  • Cilindrada, eficiencia volumétrica, temperatura en el colector y rango de rpm: fijan cuánto aire mueve de verdad el motor con ese boost.
  • Referencia del mapa: corrige el caudal a las condiciones para las que está dibujado tu mapa del compresor.

Las fórmulas

Las fórmulas están en unidades de EE. UU. (hp, lb/min, psi, °F), como la mayoría de los mapas de compresor.

caudal (lb/min) = hp × BSFC × AFR ÷ 60 relación de presión = (boost + presión perdida + exterior) ÷ exterior densidad (lb/ft³) = psia × 144 ÷ (53.35 × (°F + 459.67)) caudal del motor = CID ÷ 1728 × rpm ÷ 2 × VE × densidad caudal corregido = caudal × √(T entrada ÷ T ref) ÷ (p entrada ÷ p ref)

53.35 ft-lbf/(lb °R) es la constante del aire, la misma que 287.05 J/(kg K) en unidades métricas. Las temperaturas de la corrección son absolutas.

Ejemplo resuelto

Objetivo de 250 hp (unos 253 CV), 12.0:1, BSFC 0.60: 250 × 0.60 × 12.0 ÷ 60 = 30.0 lb/min (0.227 kg/s).

20 psi (1.38 bar) a nivel del mar, sin presión perdida: (20 + 14.70) ÷ 14.70 = 2.36 de relación de presión.

Un motor de 2.0 L con 90 % de eficiencia volumétrica y 120 °F (48.9 °C) en el colector: densidad 34.70 × 144 ÷ (53.35 × 579.67) = 0.1616 lb/ft³. A 6500 rpm mueve 33.4 lb/min (0.252 kg/s), unos 278 hp con los mismos supuestos. A 5500 rpm mueve 28.2 lb/min y a 6000 rpm 30.8 lb/min, así que llega al objetivo de 30.0 lb/min entre las dos. Con la referencia del mapa en 59 °F y 14.70 psi, el caudal corregido y el real son iguales a nivel del mar.

Cómo leer un mapa del compresor

El eje horizontal es el caudal de aire corregido, en lb/min o kg/s. El eje vertical es la relación de presión. La línea del borde izquierdo es la línea de bombeo (surge): a su izquierda el flujo es inestable. El borde derecho es donde el compresor ya no da más caudal (choke). Los lazos cerrados son las islas de eficiencia, y las curvas que cruzan el mapa son las líneas de velocidad del eje. Marca todas las filas de la tabla. Los puntos a la izquierda de la línea de bombeo o más allá del borde derecho del mapa quedan fuera de lo que cubre ese mapa. El propio mapa te dice el resto; esta página no califica ningún compresor.

La altitud mueve los puntos: a 5000 ft (1524 m) la presión exterior es de 12.23 psi (0.843 bar), así que 20 psi de boost dan una relación de 2.64, y 30 lb/min pasan a 36.1 lb/min corregidos.

Otras calculadoras

Calcula primero la relación estática con la calculadora de relación de compresión, y la relación de presión de un motor sobrealimentado con la calculadora de presión de turbo. La sección de motor también cubre la compresión dinámica, la relación biela carrera, la eficiencia volumétrica y la presión media efectiva (BMEP).

Preguntas

¿Cuánto caudal de aire necesito para mi potencia?

Multiplica la potencia en hp por el BSFC y la relación aire-combustible, y divide entre 60. Con los supuestos 0.60 y 12.0:1 salen 0.12 lb/min por hp, así que 250 hp necesitan 30.0 lb/min (0.227 kg/s).

¿Cómo se calcula la relación de presión del compresor?

Suma el boost, la presión que se pierde en el intercooler y los tubos, y la presión exterior, y divide entre la presión exterior. 20 psi a nivel del mar dan (20 + 14.70) ÷ 14.70 = 2.36.

¿Qué es el caudal corregido en un mapa del compresor?

Es el caudal de aire referido a la presión y la temperatura de entrada de referencia del mapa, para que un mismo mapa sirva con cualquier clima. Un aire de entrada más caliente o menos denso lo sube: 30 lb/min a 5000 ft con aire a 59 °F son 36.1 lb/min corregidos a 14.70 psi y 59 °F.

¿La caída de presión del intercooler cambia la relación de presión?

Sí. El compresor tiene que dar la presión perdida además del boost que ves en el colector. Con 2 psi (0.14 bar) de pérdida, 20 psi a nivel del mar piden una relación de 2.50 en lugar de 2.36.

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