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Impariamo a conoscere il turbocompressore | Idea Motori

Impariamo a conoscere il turbocompressore

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Termine usato (e spesso abusato) negli anni, indica un sistema tanto semplice quanto efficace per incrementare le prestazioni in un motore a combustione interna. Partiamo intanto dal nome: esso infatti svela i due componenti principali di questo accessorio: la turbina ed il compressore.

Ma su quale principi si basa il funzionamento di un turbocompressore? Partiamo dalle basi: un motore, indipendentemente dal proprio ciclo di funzionamento, per erogare potenza necessita di essere alimentato da una miscela formata da combustibile e comburente (aria), legati fra loro da proporzioni ben precise (il loro rapporto ideale, in gergo è definito “stechiometrico”).  Banalmente, le prestazioni erogate sono proporzionali alla quantità di combustibile utilizzato: va da se che per aumentarle sia quindi necessario intevenire sul dosaggio della miscela, incrementando proporzionalmente sia la quantità di combustibile impiegata (facile), sia la quantità d’aria aspirata (più complesso). Come fare ciò? Qua entra in gioco il turbo! La presenza del compressore infatti, permette di innalzare la pressione dell’aria in aspirazione e quindi incrementarne la portata verso le camere di combustione. Naturalmente il compressore per svolgere la sua funzione assorbirà una certa quantità di energia, che sarà messa a disposizione dalla turbina, la cui funzione sarà quella di recuperare tale energia dai gas di scarico (i due componenti infatti sono meccanicamente collegati, perciò alla rotazione della turbina indotta dai gas di scarico corrisponderà una rotazione del compressore).

Turbina più grande, maggiore potenza? In un mondo ideale si, nella realtà invece il nostro nemico si chiama inerzia. E’ noto infatti che per porre in rotazione un corpo (in questo caso la girante della turbina) occorrerà che i gas di scarico siano dotati di una certa energia. Il raggiungimento della soglia minima necessaria a produrre lavoro positivo del compressore accoppiato altro non è che il caratteristico “calcio” avvertibile nel funzionamento di un motore turbo (molto attenuato, per la verità, nei motori moderni)

Il tempo di ritardo che intercorre fra la pressione sull’acceleratore e l’effettiva risposta del turbo è legato al raggiungimento della soglia energetica da parte dei gas di scarico, e costituisce il cosidetto turbo lag. Quindi, più grande è la turbina, maggiore energia sarà richiesta per portarla a regime e  mancando questa, il sistema costituirà un collo di bottiglia per il nostro motore. Un primo metodo per ovviare al problema è stata l’adozione di turbine a geometria variabile, in grado di adattarsi al differente flusso dei gas di scarico durante il funzionamento. Tuttavia, le sempre più accresciute richieste di potenza del mercato dell’auto attuale, hanno portato verso una soluzione ben più avanzata, e che si basa sull’impiego di più turbocompressori (di dimensione medio/piccola) posti in serie o in parallelo, e quindi in grado di coniugare al meglio tutte le richieste di potenza e velocità di risposta.

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