Turbocompressore, funzionamento e vantaggi per le auto

Il turbocompressore in un auto è un elemento che consente di ridurre la cubatura dei propulsori e le emissioni. Grazie ad esso, un motore può vantare un aumento della coppia e della potenza superiore rispetto ad un propulsore aspirato di pari cilindrata

La maggior parte dei motori delle automobili nuove sono dotati di turbocompressore, un elemento che consente di ridurre la cubatura dei propulsori e le emissioni. La sua funzione è quella di recuperare parte dell’energia dei gas di scarico ed utilizzarla per sovralimentare il motore. Vediamo come funziona nel dettaglio.

Elementi che lo costituiscono

Il turbocompressore è composto da due elementi, la turbina ed il compressore, dotati di palette e collegati tra loro da un albero. La turbina entra in funzione grazie ai gas di scarico, mentre il compressore si aziona risucchiando l’aria da comprimere.

Funzionamento

Il compressore consente di elevare la pressione dell’aria in aspirazione e implementare il getto verso le camere di combustione. Per compiere questa operazione è necessaria una determinata quantità di energia. Questa è fornita dalla turbina che la recupera dai gas di scarico. I gas che fuoriescono dalla camera di combustione sono convogliati dai condotti di scarico verso la turbina, che inizia a girare mettendo in movimento il compressore che risucchia aria e la comprime.

Vantaggio

Grazie alla maggior quantità d’aria che raggiungere i cilindri, insieme ad un incremento del combustibile iniettato, un motore dotato di turbocompressore può vantare un aumento della coppia e della potenza decisamente superiore rispetto ad un propulsore aspirato di pari cilindrata.

Turbolag

Uno dei punti deboli dei motori dotati di turbocompressore è il cosiddetto “turbolag”. Con questo termine si indica il ritardo di risposta del propulsore a bassi regimi. Chiunque abbia mai guidato una vettura dotata di turbocompressore, infatti, ha potuto notare come affondando il piede sull’acceleratore serve qualche istante prima che il motore risponda.

Turbocompressore a geometria variabile

Per cercare di ridurre questo effetto sono stati adottati degli accorgimenti come il turbocompressore a geometria variabile. Questo è caratterizzato da una chiocciola della turbina che si apre sulla girante grazie ad una serie di alette mobili calettate su un anello che permette di muoverle contemporaneamente. Quando il regime di rotazione è basso, le alette rimangono chiuse così che il gas possa accelerare velocemente ed aumentare la spinta sulla turbina, mentre quando il regime di rotazione sale, le alette si aprono producendo una riduzione della contropressione. La regolazione delle alette può essere controllata da una valvola a depressione sul condotto di immissione, oppure con un movimento elettrico gestito da una centralina elettronica.

Turbocompressore elettrico

L’evoluzione tecnologica ha consentito di sviluppare nuove tipologie di turbocompressore in grado di stressare meno il motore. Tra queste si segnala il turbocompressore elettrico ovvero un dispositivo alimentato da un motore elettrico e non dai gas di scarico che consente al motore di non subire gli stress tipici del turbocompressore “classico”.

Vantaggi

Un vantaggio del turbocompressore elettrico è quello di aumentare la potenza del motore senza incidere sui consumi.

Anche sulle auto di serie

Questa tecnologia, attualmente utilizzata sulle vetture sportive di alta fascia, arriverà ben presto anche sulle auto di serie alla portata di tutti gli automobilisti. Costruttori come Audi stanno studiando soluzioni elettriche in grado di ridurre, se non annullare, il turbo lag grazie alla presenza diun turbocompressore azionato da un motore elettrico collegato ad una batteria da 48 V ed un turbocompressore classico. Il primo entra in azione quando si viaggia a bassi regimi ed ha la funzione di inviare aria in ingresso al turbocompressore standard.

Turbocompressore volumetrico

Altra tipologia di turbocompressore presente nel mondo dell’auto è il turbocompressore volumetrico. Questo sistema, a differenza di quello legato ai gas di scarico, funziona tramite un collegamento meccanico al motore. Il compressore sfrutta la potenza del propulsore per comprimere l’aria ed inviarla successivamente ai cilindri.

Vantaggi

Il collegamento diretto col motore comporta un incremento lineare di potenza poiché la massa d’aria è connessa alla velocità di rotazione del propulsore. Questo collegamento diretto consente, quindi, ad un motore dotato di turbocompressore volumetrico di non subire il turbolag, ma a differenza degli altri modelli indicati sopra è penalizzante in termini di consumi poiché non riesce a sfruttare i gas di scarico ma assorbe energia dal motore e quindi ha un rendimento inferiore rispetto a un motore aspirato o dotato di turbocompressore classico.

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