Alla scoperta del Turbocompressore: il funzionamento ed un suo limite

Turbocompressore della Garrett

Il turbo è un'organo meccanico che viene utilizzato su diversi modelli di vetture. Il turbocompressore permette di avere una maggiore potenza a parità di cubatura del motore, ma come funziona il turbo? 

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Il funzionamento del turbo, si basa sull'esigenza di migliorare l'efficienza del motore.

I gas di scarico, usciti dalla camera di combustione possiedono ancora dell'energia: cinetica ("di movimento") e il calore.

L'energia di questi gas può essere,  in parte, trasformata in energia meccanica per poi essere ritrasformata a piacimento, in questo caso per comprimere l'aria che deve essere immessa nei cilindri. 

I gas di scarico, usciti dalla camera di combustione, vengono immessi nella turbina. La loro energia cinetica mette in moto la girante della turbina. Alla girante della turbina è collegato un albero a cui è solidale la girante del compressore. Quest'ultima ha il compito di comprimere l'aria prime di essere iniettata assieme al carburante dei cilindri.

Schema di funzionamento del turbocompressore

QUAL E' L'IMPORTANZA DELL'ARIA?

E' essenziale che nella camera di combustione sia presente l'aria, oltre al carburante. Infatti, l'ossigeno è il comburente e il carburante ossigeno. Se più aria viene compressa all'interno del cilindro vuol dire che, una maggiore quantità di aria e quindi ossigeno, sarà presente nello stesso volume. 

Riuscire a comprimere più aria nel cilindro va a vantaggio della combustione e provoca un'aumento delle prestazioni.

IL PROBLEMA DEL TURBO LAG

La maggiore limitazione del turbocompressore è data dal suo ritardo di risposta.

I turbocompressori, producono un aumento di coppia  e di potenza solo superata una certa soglia di giri del motore (2000-3000 g./min.). Questo perchè la girante di scarico possiede una certa inerzia che va a rallentare la velocità di scarico dei gas di scarico. 

La turbina, quindi, a bassi giri non comporta un vantaggio in termini di prestazioni.

Il turbo lag, però, può essere minimizzato o eliminato con due sistemi: l'adozione di un sistema multiturbo ed il Twin Scroll.

Il prossimo articolo prenderà in considerazione i sistemi multiturbo e Twin Scroll oltre ad altre curiosità e accorgimenti riguardo al turbocompressore.