Turbocompresores secuenciales

La sobrealimentación secuencial es un planteamiento de la sobrealimentación concebido para resolver uno de los compromisos más antiguos del turbo: el equilibrio entre la respuesta a bajas vueltas y la potencia a altas. Un único turbocompresor dimensionado para una fuerte entrega en la zona alta tiende a mostrarse perezoso a bajo régimen, donde escasea la energía de los gases de escape para hacerlo girar con rapidez, lo que produce la conocida sensación de retardo. Los sistemas secuenciales abordan este problema empleando dos turbocompresores de características diferentes y poniéndolos en acción uno tras otro en lugar de a la vez.

En una disposición típica, un turbocompresor pequeño y de baja inercia se ocupa de la parte baja del régimen. Al ser ligero y fácil de poner en marcha, ofrece una respuesta nítida al acelerador y una presión de soplado útil casi desde el ralentí. A medida que aumentan el régimen y el caudal de gases, un sistema de válvulas de control va incorporando progresivamente un segundo turbocompresor, mayor. La unidad grande mueve mucho más aire y, por tanto, sostiene una presión elevada a altas vueltas, donde el turbo pequeño se quedaría sin aliento y se convertiría en una restricción. El relevo se gestiona de modo que la presión se mantenga continua, dotando al motor de una curva de par amplia y plana que resulta tan ágil al salir como vigorosa en la zona alta.

El atractivo para el conductor es una práctica eliminación del retardo del turbo combinada con la potencia rotunda de un turbo grande, una combinación que un único turbo fijo apenas logra ofrecer. Esto hizo atractivos los sistemas secuenciales en motores de altas prestaciones donde se exigían a la vez elasticidad y una elevada potencia específica, con el Mazda RX-7 rotativo biturbo y varios diésel de altas prestaciones japoneses entre los ejemplos más conocidos.

El planteamiento no debe confundirse con las simples configuraciones biturbo en paralelo, en las que dos turbocompresores idénticos alimentan cada uno un bloque de cilindros y funcionan de forma simultánea. El rasgo definitorio de un sistema secuencial es el relevo escalonado y basado en funciones entre turbos de distinto tamaño, gobernado por una red a menudo intrincada de válvulas de control, de descarga y de derivación.

Esa complejidad es también el principal inconveniente del sistema. El conjunto de válvulas y la lógica de control añaden coste, peso y posibles puntos de fallo, y la transición entre turbos puede percibirse como un escalón en la entrega si no se calibra con cuidado. Por estas razones, la sobrealimentación secuencial ha quedado en gran medida superada en los motores modernos por el turbocompresor de geometría variable, que logra una gama de funcionamiento comparablemente amplia con una sola unidad cuyos álabes ajustables modifican el tamaño efectivo de la turbina sobre la marcha. Los diseños de doble entrada ofrecen otra vía hacia una presión amplia y reactiva. Aun así, la sobrealimentación secuencial sigue siendo un hito ilustrativo en la evolución de la sobrealimentación y todavía se encuentra en algunas configuraciones biturbo.