ANÁLISIS DE FRACTURA EN ÁLABES DE TURBOCOMPRESORES PARA MOTORES DIESEL

Abstract

[ES] El objetivo principal de este trabajo de fin de grado consiste en el análisis de la fractura de uno de los álabes de un compresor de un turbogrupo. Los turbogrupos resultan de vital importancia en muchos vehículos con motores alternativos como podría ser el caso de aviones de pequeño tamaño propulsados por hélices. La fiabilidad de este componente es clave, si falla y deja de funcionar, se pierde prácticamente la totalidad de la potencia que debe entregar el motor dejando al vehículo sin planta motriz. Por lo tanto, la importancia de este estudio radica en la prevención de fallos para mejorar la vida útil de este componente. Otro aspecto importante que se abordará en este trabajo es el estudio de los materiales que se emplean en los diferentes elementos que componen los vehículos, en especial las aleaciones de aluminio. Este material se emplea en infinidad de ámbitos y sin su uso y estudio, la sociedad no habría avanzado hasta el punto en el que se encuentra actualmente. En particular, estas aleaciones son fundamentales para el transporte, por su ligereza y alta resistencia, lo que reduce el peso total del vehículo manteniendo similares prestaciones mecánicas, con los beneficios que esto comporta. Con este trabajo se pretende profundizar en este material ampliamente utilizado, debido a su extendido uso y su papel en la sociedad. Este trabajo comenzará con una revisión bibliográfica sobre fallos y materiales de fabricación de turbogrupos de diferentes aplicaciones, debido que son componentes altamente estudiados y utilizados. Seguidamente, se estudiará un caso particular de un compresor de un turbogrupo que presenta un álabe fracturado. En este estudio, se utilizarán diferentes técnicas experimentales para analizar la aleación de este compresor y la causa del fallo sufrido. A partir del conocimiento y la aplicación de principios y técnicas relacionados con la ingeniería de materiales y la mecánica de fracturas, se pretende mejorar el rendimiento y la fiabilidad del turbocompresor, lo cual podría contribuir al desarrollo de soluciones más eficientes y sostenibles para el funcionamiento de los motores.

[EN] The main objective of this final year program is to analyse the fracture of one of the blades of a compressor in a turbogroup. Turbogroups are of vital importance in many vehicles with alternative engines, such as small aircraft with propellers, so the reliability of this component is key. If it stops functioning, the vehicle loses practically all the power that the engine should deliver, leaving it without a power plant. Therefore, the importance of this study lies in the prevention of failures and prediction of the useful life of this component. Another important aspect that will be addressed in this work is the study of materials used in the different components of vehicles, especially aluminium alloys. This material is used in countless fields, and without its use and study, society would not have advanced to its current state. In particular, these alloys are essential for transportation due to their lightweight and high strength, which reduces the total weight of the vehicle while maintaining similar mechanical performance, with the benefits that this entails. This work aims to delve into this widely used material, given its widespread use and its role in society. This work will begin with a literature review on failures and manufacturing materials of turbogroups in different applications, as they are highly studied and utilized components. Subsequently, a particular case of a fractured blade in a turbogroup compressor will be studied. In this study, different experimental techniques will be used to analyse the alloy of this compressor and determine the cause of the failure By applying knowledge and principles related to materials engineering and fracture mechanics, the goal is to improve the performance and reliability of the turbocharger, which could contribute to the development of more efficient and sustainable solutions for engine operation.