Principio di lavoro del turbocompressore
Un turbocompressore è un compressore d'aria ad alta efficienza che aumenta la potenza del motore comprimendo l'aria di aspirazione. Il suo principio di lavoro di base si basa sul recupero e sull'utilizzo dell'energia di scarico del motore.
Innanzitutto i gas di scarico ad alta temperatura e alta pressione emessi dal motore vengono diretti verso la sezione turbina del turbocompressore. Questi gas di scarico esercitano una forza sulle pale della turbina, facendole ruotare. La velocità di rotazione della turbina aumenta all'aumentare del numero di giri del motore, convertendo efficacemente l'energia di scarico.
La turbina è collegata alla sezione compressore tramite un albero comune. Pertanto, quando la turbina ruota, aziona direttamente la rotazione della sezione del compressore. La funzione del compressore è quella di comprimere l'aria che passa attraverso il filtro dell'aria, aumentandone la pressione e la densità. Ciò consente di forzare più aria nei cilindri del motore.
Man mano che il compressore comprime l'aria a livelli di pressione più elevati, aumenta anche la densità dell'aria. Ciò consente al motore di bruciare più carburante in ogni ciclo di lavoro, rilasciando così più energia e aumentando la potenza del motore.
Per garantire le prestazioni e l'affidabilità del turbocompressore, il funzionamento del compressore è limitato a un determinato intervallo di rapporto di pressione. Ciò aiuta a evitare un'ondata eccessiva (cioè il soffocamento del compressore) e la restrizione di flusso (cioè lo stallo del compressore), mantenendo prestazioni e affidabilità ottimali.
Inoltre, i turbocompressori sono in genere dotati di un sistema di regolamentazione dei rifiuti. Il Wastegate è una valvola in grado di dirigere i gas di scarico per bypassare la turbina, controllando così la pressione di boost e prevenendo il sovraccarico. Ciò contribuisce al funzionamento sicuro del motore.
I turbocompressori avanzati possono anche utilizzare la tecnologia delle turbine a geometria variabile. Questa tecnologia consente la regolazione dell'area della sezione trasversale dell'ingresso della turbina per ottenere prestazioni ottimali su diversi intervalli di giri del motore.
In alcune applicazioni ad alte prestazioni possono essere utilizzate configurazioni a doppio turbocompressore. Questi turbocompressori possono essere disposti in parallelo (servendo una serie di cilindri ciascuno) o in serie (uno stadio di potenziamento nell'altro) per migliorare ulteriormente la potenza e la reattività.
In sintesi, un turbocompressore recupera e utilizza l'energia di scarico del motore per comprimere l'aria a pressioni e densità più elevate, consentendo al motore di bruciare più carburante e produrre output di potenza più elevati. Questo principio di lavoro rende il turbocompressore un componente cruciale per migliorare le prestazioni e l'efficienza del motore.
