El turbocompresor de geometría variable, abreviado VGT y a veces llamado turbina de tobera variable, es una forma sofisticada de turbo que se adapta a las condiciones del motor para ofrecer un soplado potente en todo el régimen. Los turbos convencionales de geometría fija obligan a transigir entre una respuesta temprana y un buen caudal a altas vueltas; el VGT sortea esa transacción alterando físicamente la geometría del pasaje de escape que alimenta la turbina, comportándose en la práctica como un turbo pequeño a bajas vueltas y como uno grande a altas vueltas.
El mecanismo se centra en una corona de álabes móviles, o toberas, dispuesta alrededor del rodete de la turbina dentro de su carcasa. Estos álabes pivotan al unísono, accionados por un actuador que puede ser de vacío, neumático o, cada vez más, eléctrico, y gestionados por la unidad de control del motor. Al cambiar su ángulo, los álabes varían la sección de paso por la que circulan los gases de escape y el ángulo con que estos inciden en las palas de la turbina. Estrechar el pasaje acelera los gases y los dirige de forma más agresiva contra la turbina; ensancharlo deja pasar todo el caudal de escape con una restricción mínima.
Esa variabilidad es precisamente lo que confiere al VGT su soplado amplio y flexible. A bajas vueltas, cuando la energía de escape escasea, los álabes se cierran para constreñir el flujo, acelerando los gases de modo que incluso un volumen reducido haga girar con fuerza la turbina y produzca soplado útil de forma temprana, lo que reduce drásticamente el retardo del turbo. A medida que sube el régimen y crece el volumen de escape, los álabes se abren progresivamente para no ahogar el motor con una contrapresión excesiva y dejar que la turbina mueva caudal con libertad a alta potencia. El turbocompresor único ofrece así la respuesta temprana de una unidad pequeña y la capacidad arriba de una grande, sin la complejidad de varios turbos.
La sobrealimentación de geometría variable es hoy casi universal en los motores turbodiésel modernos, y es una de las tecnologías clave que hicieron tan flexibles y dóciles a los diésel common-rail. El escape relativamente frío y rico en oxígeno de un diésel se adapta bien al mecanismo de álabes, lo que le permite funcionar con fiabilidad sin las temperaturas extremas que durante mucho tiempo dificultaron aplicar el VGT a los motores de gasolina. En los diésel, el sistema también ayuda al freno motor y puede asistir a la recirculación de gases de escape modulando la contrapresión. Las aplicaciones en gasolina, con un escape mucho más caliente, han llegado más despacio y dependen de materiales de alta temperatura más costosos.
Las principales cautelas atañen a la fiabilidad y el mantenimiento. Los álabes móviles operan en un flujo de escape caliente y cargado de hollín, y en los diésel en particular pueden ensuciarse con carbonilla y hollín, hasta agarrotarse y descontrolar la gestión del soplado. Un uso regular, un aceite de buena calidad y alguna marcha enérgica ocasional ayudan a mantener libre el mecanismo, y el actuador y el varillaje son puntos de servicio frecuentes. Junto a las disposiciones twin-scroll, secuenciales y biturbo, el VGT representa la solución de turbo único más elegante al perenne problema de entregar soplado en todo el régimen.
- Álabes móviles regulan el flujo de escape sobre la turbina
- Se cierran a bajas vueltas para soplar antes y se abren arriba para dar caudal
- Actúa como un turbo pequeño y uno grande a la vez
- Casi universal en los modernos turbodiésel