Turbocompressore: tipi, design, cura

Turbocompressore: tipi, design, cura

Sempre più diffuso nelle macchine moderne, il turbocompressore benzina o diesel è un sistema che consente di ottenere migliori prestazioni anche da motori di bassa cilindrata. Vedremo come funziona, qual è il design tipico e come si cura un turbo che funziona bene.

A cosa serve il turbocompressore

A cosa serve il turbocompressore

Il turbocompressore è un apparecchio composto da due elementi, una turbina e un compressore auto. La prima riceve una parte dei gas di scarico che entrano in ricircolo e si attiva, ventilando il flusso d’aria che entra nel compressore, che mette l’aria sotto pressione.

Il sistema, che vedremo più nel dettaglio, serve ad aumentare il flusso d’aria verso il motore, aumentando così anche le prestazioni e la potenza del motore stesso. Molto spesso il turbocompressore è accompagnata da un sistema di raffreddamento speciale, l’intercooler, un radiatore che raffredda l’aria aspirata dal motore per mantenerla alla temperatura giusta.

Il sistema di raffreddamento interno comprende un circuito aggiuntivo di olio, con tanto di radiatore olio auto. Il sistema del turbocompressore è piuttosto delicato e rischia spesso di rompersi. L’olio che lubrifica la turbina è l’olio motore, quindi quando ci sono problemi al turbo, ad esempio perdite di olio dalla turbina, bisogna spegnere subito il motore.

Come funziona un turbocompressore

Come funziona un turbocompressore

La funzione del tubo è quella di sovralimentare il motore. Ogni turbocompressore benzina o turbocompressore diesel è composto da un elemento rotante della turbina, chiamato girante (o impeller), sia nella turbina che nel compressore. La girante serve a promuovere il flusso d’aria. Girante di aspirazione (in turbina) e girante di scarico (compressore) sono collegate da un albero.

Il funzionamento del turbocompressore dipende dal ricircolo di una parte dei gas di scarico, che raggiungono la parte calda del turbo: la turbina che riceve i gas di scarico sotto pressione si mette in movimento, mettendo in azione anche il compressore (che invece è freddo). Il meccanismo sfrutta un’energia altrimenti sprecata, quella dell’emissione dei gas, per aumentare il flusso d’aria in aspirazione e dare così maggiore potenza al motore.

Le componenti del turbocompressore raggiungono la massima efficienza quanto il motore supera i duemila giri al minuto. A quel punto, a seconda dei tipi di turbine, i gas comunque escono dal motore a velocità superiore e alimentano il turbo con maggiore efficienza.

All’interno del turbo ci sono delle valvole di sicurezza. La valvola pop-off serve a tagliare l’apporto di aria al motore, regola l’aspirazione, aprendosi quando si preme l’acceleratore, per far uscire l’aria in eccesso e non far raggiungere una pressione eccessiva alla miscela o all’aria aspirata. La valvola Wastegate ha una funzione opposta. Questa effettua una deviazione degli scarichi per evitare che la turbina raggiunga una velocità eccessiva.

Tipi di turbine e modelli di turbo

Turbocompressore elettrico. A differenza del turbo a gas (che funzione con la deviazione degli scarichi), il modello di turbocompressore elettrico è azionato da un motorino elettrico separato. Si tratta di una soluzione sempre più diffusa, che offre il vantaggio di funzionare in modo indipendente dal regime del motore e dagli scarichi. Quindi entra in funzione anche a pochi giri e non è in ritardo (la classica risposta ritardata del turbo).

I vantaggi sono innumerevoli anche per il collettore aspirazione che non è più collegato agli scarichi, inoltre anche i filtri sono alleggeriti perché le emissioni inquinanti sono molto ridotte. Quindi è più facile anche pensare alla messa a punto con filtri aria sportivi.

Turbocompressore a geometria variabile. Rispetto al modello standard di turbocompressore centrifugo (o radiale) o di turbocompressore assiale, questa soluzione (chiamata anche Twin Scroll) ha una girante della turbina con pale che possono cambiare l’angolo di incidenza, modificando così la potenza di flusso. Così il flusso è più facile da gestire e migliora la risposta del turbo in generale.

Di solito si tratta di una soluzione più utilizzata nel turbocompressore diesel, spesso con il Common Rail. Il resto del sistema ha le stesse caratteristiche. L’unica aggiunta nel modello Twin Scroll è un doppio scarico (biturbo) rispetto ai modelli turbo standard (mono).

Il turbocompressore volumetrico è legato meccanicamente al motore, che alimenta direttamente la compressione e l’invio del flusso d’aria ai cilindri. In questo modo aumenta la potenza in proporzione al regime motore. La risposta del turbo è più diretta, ma non sfrutta l’energia degli scarichi quindi consuma di più.

Uno dei problemi che si incontrano più spesso quando si effettua la manutenzione del turbo, specialmente se si effettuano delle modifiche di messa a punto, è la precisione della rimappatura centralina, un passaggio importante per far raggiungere al motore le massime prestazioni (a volte la centralina è settata per così dire per raggiungere prestazioni standard, mentre una rimappatura può far comportare la macchina in maniera più adeguata rispetto alle condizioni operative reali).

Come montare un turbocompressore

Come montare un turbocompressore

Intervenire sul motore non è da tutti, servono molte capacità pratiche, bisogna conoscere il comportamento degli iniettori rispetto al sistema di accensione, sapere cos’è l’albero a camme e conoscere ogni collegamento della distribuzione e bisogna intervenire in modo da far raggiungere al motore alte prestazioni senza guasti. Ecco perché non è un tipico intervento fai da te.

La scelta di modelli con turbo ormai non è più esclusiva delle macchine alimentate a diesel, sempre più modelli offrono un turbocompressore benzina, anche per la scelta sempre più frequente di motori a bassa cilindrata. Il turbo scelto per la sostituzione può essere specifico per il modello oppure un turbocompressore universale compatibile.

Turbocompressore rigenerato o nuovo?

Il sistema turbo non è certo a basso costo e quando bisogna sostituire l’impianto si affronta una spesa notevole. Sempre più aziende offrono il servizio di rigenerazione (lo stesso che offrono le grandi aziende informatiche su computer e smartphone più costosi).

Il turbocompressore rigenerato viene sostanzialmente aperto, ne vengono cambiate le parti difettose, le altre vengono pulite e riportate allo stato iniziale. Se ci sono delle parti da sostituire, chi interviene deve usare parti conformi, pari all’originale (OE) e certificate (le contraffazioni possono costare caro, anche in termini di rischio sulla strada). Infine, il turbo va calibrato con precisione. Nonostante si tratti di un intervento complesso, alla fine consente di risparmiare ben oltre la metà del costo di un turbocompressore nuovo.

Conclusione

Una buona manutenzione agli scarichi, un controllo regolare della centralina e delle prestazioni del motore, la scelta di carburante di alta qualità e uno stile di guida moderato, o una messa a punto adeguata allo stile di guida. Tutti questi accorgimenti prolungano la durata di servizio anche del turbo.

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