Il turbocompressore: cos’è e come funziona

Struttura e funzionamento del turbocompressore, il sistema per incrementare le prestazioni del motore

Il turbocompressore è un sistema in grado di aumentare il volume d’aria presente all’interno di un motore in modo tale da incrementare le prestazioni del motore stesso. Come dice la parola, il turbocompressore è formato da due componenti uniti rigidamente tra di loro: la turbina e il compressore. La prima entra in funzione con i gas di scarico caldi, la seconda si aziona contemporaneamente risucchiando l’aria da comprimere.

Le leggi che governano il funzionamento del turbocompressore sono semplici e intuitive. Il motore perché funzioni correttamente deve essere alimentato da una miscela composta da carburante e da aria. Ovviamente, maggiore è la quantità di combustibile utilizzato, migliore sarà la prestazione del motore. Perciò da una parte si deve aumentare in proporzione sia la quantità di combustibile utilizzata sia la quantità di aria aspirata.

Il compressore consente di elevare la pressione dell’aria in aspirazione e quindi implementarne il getto verso le camere di combustione. Per fare questo, si serve di una certa quantità di energia, resa disponibile dalla turbina che la recupera dai gas di scarico. Più la turbina lavora velocemente e, con meno fatica, pomperà l’aria dal momento che la portata dell’aria lavorata aumenta con il quadrato della velocità di rotazione.

Questo meccanismo di funzionamento si ripercuote sulle due caratteristiche distintive del turbocompressore: la risposta iniziale lenta del motore (il turbolag) e la successiva eccezionale crescita di potenza. A regimi di rotazione bassi la spinta dei gas di scarico non riesce a far girare con sufficiente velocità la turbina; aumentando con la richiesta di potenza, si innesca una reazione a catena che genera un’esplosione di energia.

È necessario, comunque, tenere presenti i limiti che il turbocompressore deve rispettare, pena problemi di detonazione o di danni al motore. Per cercare di arginare l’insorgere di questi rischi, sono utilizzate delle valvole specifiche per regolare la compressione. La valvola wastegate si preoccupa di eliminare i gas in eccesso in modo tale da evitare un’eccessiva rotazione della turbina. La valvola pop-off si apre quando rileva un picco di pressione in fase di piena accelerazione, intercetta questo aumento e lo sfiata verso l’esterno.

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