Il turbocompressore è una componente meccanica che serve ad aumentare la potenza del motore apportando più ossigeno nella camera di combustione. Ricordiamo che la combustione avviene solo in presenza di ossigeno, senza questo elemento o in caso di carenza, il motore non riuscirebbe a spingere l’auto.
Turbocompressore: cos’è e come funziona. Ecco spiegato il funzionamento di questa componente meccanica e a cosa serve l’intercooler.
Quando senti parlare di motore turbodiesel o semplicemente turbo, si fa riferimento a propulsori che tra le componenti meccaniche annoverano un turbocompressore. Ma che cos’è?
Che cos’è?
Il turbocompressore è uno strumento meccanico in grado di sfruttare i gas di scarico prodotti dallo stesso motore per aumentare la pressione all’interno della camera di combustione.
I tubocompressori sono usati sui piccoli aerei e ultraleggeri (per ovviare al problema della bassa pressione in volo), imbarcazioni e buona parte delle auto diesel e diverse auto a benzina. Nel settore automotive, la presenza del turbocompressore è generalmente segnalata con la parola “turbo”.
A cosa serve? Come premesso, sfrutta i gas di scarico per sovralimentare un motore.
Turbocompressore: come funziona
Per spiegare come funziona un turbocompressione proviamo a immaginarlo in sezione, come nell’immagine in alto.
Il turbocompressore è dato da un “lato caldo” a contatto con i gas di scarico e da un “lato freddo”, composto da un compressore centrifugo che aspira l’aria da comprimere.
Nel lato caldo, il turbocompressore presenta una turbina centripeta che riceve i gas di scarico. I gas di scarico mettono in moto la turbina che è collegata a un “lato freddo”. Il lato freddo va a risucchiare convogliare l’aria in un apposito cilindro.
Il turbocompressore riesce, così, a incrementare l’alimentazione dei motori endotermici. L’energia termica dei gas di scarico, grazie alla turbina cetripeta, viene convertita in energia cinetica (movimento!), è il movimento della turbina ad azionare il “compressore” che aspira l’aria esterna e la convoglia nella camera di combustione del motore.
Nell’immagine, con due ovali gialli abbiamo segnalato le due turbine, connesse tra loro da una linea celeste (l’albero). Grazie a quell’albero, l’energia cinetica (il movimento) viene trasmesso da una turbina all’altra (dalla turbina del lato caldo, alla turbina del lato freddo).
Per capire bene come funziona un turbocompressione prendiamo l’esempio del classico motore diesel a quattro tempi.
Qui, l’aria viene spinta nel cilindro dalla pressione atmosferica. L’aria (o ossigeno) è indispensabile per la combustione. In carenza di ossigeno la combustione non avviene. Ad alte velocità, la sola pressione atmosferica non basta a far affluire abbastanza aria nella camera di combustione. La scarsa quantità di aria andrà, quindi, ad abbassare l’efficienza del motore.
Il turbocompressore sfrutta i gas di scarico per azionare una turbina in grado di aspirare aria e convogliarla nella camera di combustione così come mostrato nel video che segue.
In questo modo è possibile immettere nella camera di scoppio (o camera di combustione) un maggior quantitativo di miscela aria/benzina o aria/gasolio (in caso di auto diesel), assicurando così maggiori prestazioni in termini di potenza e di capacità di accelerazione.
Se è vero che il turbocompressore è in grado di aumentare le prestazioni del motore è anche vero che talvolta rappresenta una “zavorra” per il motore. A bassi giri/more (fino a 3.000 giri/minuto), il turbocompressore rappresenta uno svantaggio a causa dell’inerzia della girante di scarico (turbina del lato caldo) che rallenta l’uscita dei gas di scarico. A bassi regimi, la girante del lato freddo è ferma o si muove a rotazioni molto lente… quindi rappresenta un ostacolo per i gas di scarico in uscita. Ad alti regimi, tale problema non si verifica perché la velocità della turbina del lato caldo diventa la spinta per la turbina del lato freddo.
Per ovviare all’inerzia data dalla turbina del lato caldo, sulle auto moderne non è montato un unico grosso turbocompressore ma sono montati diversi turbocompressori dalle dimensioni ridotte, in questo modo non vi sono tangibili “zavorre” a bassi regimi.
Un componente intermedio, interposto tra turbocompressore e motore è l’intercooler.
Che cos’è l’intercooler?
L’intercooler ha la funzione di raffreddare l’aria compressa e aspirata dal turbocompressore. L’aria, infatti, tende a surriscaldarsi nel turbocompressore. L’intercooler fa sì che una quantità maggiore di ossigeno possa arrivare al motore.
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