Molto semplicemente un turbocompressore
è composto da un corpo centrale di sostegno boccole/alberino e due
chiocciole: una in cui confluiranno i gas di scarico, l'altra in cui passerà
l'aria.
Nella chiocciola lato scarico è contenuta una girante che azionata dai gas di scarico (turbina), trasmette il suo movimento tramite un alberino alla girante racchiusa nella chiocciola opposta, che comprimerà l'aria risucchiata funzionando così da compressore. |
Legenda: a-Chiocciola compressore, b-Supporto, c-Corpo centrale, d-Protezione termica, e-Chioccola turbina, f-Turbina, g-Uscita gas scarico, h-Wastegate, i-Ingresso gas scarico, j-Scarico olio, k-Sede boccola, l-Sede boccola, m-Guida in grafite, n-Compressore, o-Attuatore wastegate, p-Ingresso aria, q-Tubo attuatore, r-Diffusore, s-Chiocciola compressore, t-Ingresso olio, u-Uscita compressore. |
L'entrata a regime della
turbina dipende dal volume e dalla violenza con cui i gas di scarico raggiungono
la turbina. Il volume e l'energia dei gas di scarico dipendono invece dalle
condizioni di uso del propulsore, dal suo numero di giri, ma soprattutto
dal carico a cui è sottoposto.
Se infatti marciassimo su una strada pianeggiante
o in discesa ad un elevato numero di giri ma con il pedale del gas lievemente
premuto la pressione del turbo tranquillamente rimarrebbe a zero.
Non appena affondiamo il piede sul gas oppure
la strada comincia a salire, il carico del motore viene aumentato con conseguente
aumento del volume ed energia dei gas di scarico in uscita: la pressione
del turbocompressore schizzerà al massimo livello corrispondente
alla taratura impostata.
Il ciclo di funzionamento di un motore turbocompresso è il seguente:
Durante l'entrata a regime del turbo, la
pressione di sovralimentazione cresce dando luogo ad una migliore combustine,
dalla migliore combustine vengono sprigionati gas di scarico con più
energia, il turbo girerà ancora più veloce, la pressione
di sovralimentazione sarà ancora più alta, la migliore combustione
generà gas con più energia.... e così via.
Senza un opportuno controllo delle pressioni,
il sistema raggiungerebbe il punto di rottura autodistruggendosi in pochi
secondi di funzionamento.
Per evitare una disastrosa esplosione viene
usata una valvola chiamata "wastegate" o "valvola dello spreco" sul corpo
di scarico della turbina.
Questa non fa altro che aprirsi al comando
dell'attuatore al raggiungimento della pressione prestabilita (vedi
regolazione pressione) aprendo in parte un by-pass ai gas di scarico,
che finiranno direttamente nel tubo di scarico senza passare per la girante
della turbina.
Questa stabilizzazione della velocità
della turbina permetterà al sistema di funzionare correttamente
alla pressione di sovralimentazione impostata.
In caso di malfunzionamento della wastegate
è previsto sul manicotto tra turbo ed intercooler un interruttore
comandato dalla pressione che stacca l'accensione in caso che la sovralimentazione
arrivi a 1,1 BAR di pressione.
C'è da dire che l'aria in uscita dal
turbo verso il carburatore, a causa della compressione aumenta la sua temperatura,
andando ad influire in modo negativo sul rendimento del motore e in casi
eccessivi può provocare detonazioni e preaccensioni.
Per prevenire questo, viene montato un "intercooler"
(modifiche all'intercooler) cioè
un radiatore aria-aria che abbassa la temperatura dell'aria prima di raggiungere
il motore (vedi figura sopra).
Per concludere la turbina raggiunge velocità
elevatissime (circa 100.000 giri/min), di conseguenza è fondamentale
una corretta seria lubrificazione sulle boccole della stessa.
Usate sempre olio completamente sintetico
della migliore qualità per arrivare a gradazioni anche fino a 50
o 60.
Ecco il nostro protagonista Garrett T2 |
Questa è una delle importanti ragioni per cui è necessario che il motore (e con esso l'olio) abbia raggiunto una temperatura di esercizio prima di usare il turbocompressore.
Un'altra importantissima (spesso sottovalutata)
precauzione da prendere, è quella di far girare qualche minuto il
motore al minimo prima di spegnerlo, specialmente se abbiamo usato in modo
intensivo il turbocompressore.
Il motivo:
Spegnendo il motore la circolazione dell'olio
viene interrotta, così l'olio rimanente tra le boccole e l'alberino
del turbo comincerà a friggere a causa dell'elevatissima temperatura
dello stesso turbo, il risultato sono dei depositi carboniosi sulle boccole/alberino
che al successivo funzionamento del turbo rovineranno la superficie liscia
delle boccole.
Peggio ancora se spegniamo il motore subito
dopo una brusca accelerata e fermata; in queste condizioni infatti avremo
l'asse della turbina che gira vorticosamente senza flusso di olio!! In
questo modo si avrà un doppio effetto negativo che alle lunghe accorcerà
di gran lunga la vita del vostro turbo.