Se c'è un modo per aumentare l'efficienza di un motore, è attraverso la sua sovralimentazione, e lo abbiamo fatto essenzialmente in due modi: tramite un compressore o un turbocompressore (turbo per gli amici).
Entrambi i sistemi funzionano in modo diverso e presentano vantaggi e svantaggi, ma l'obiettivo è lo stesso: aumentare la pressione dell'aria che raggiunge la camera di combustione, comprimendola, consentendo una maggiore efficienza, in altre parole, più potenza e coppia.
Tuttavia, in questa battaglia per il potere, i turbo sono stati chiaramente preferiti, con i compressori quasi ignari. Ma perché? Indaghiamo...
come funzionano
Cominciamo con il compressori , identificato anche da compressori o ventilatori — e chi non ricorda i Mercedes-Benz Kompressors? — che in passato hanno anche avuto i loro (pochi) momenti, grazie a macchine esplosive come la Hellcat o la piccola ma vibrante Yaris GRMN.
Questi funzionano essenzialmente come una pompa ad aria, e sono generalmente azionati da una cinghia, collegata direttamente al motore, che crea pressione al minimo e aumenta coppia e potenza ai bassi regimi.
Tuttavia, non è tutto rose e fiori mentre saliamo verso regimi più alti del motore: il compressore finisce per rubare più potenza al motore di quanta ne aggiunga.
già il turbocompressore funziona sfruttando i gas di scarico della combustione, utilizzandoli per far girare una turbina che crea pressione. Sono in grado di girare a velocità molto più elevate rispetto ai compressori - più di 100.000 giri / min, contro 10-15.000 giri / min - ma perché ciò accada, hanno anche bisogno che il motore funzioni a regimi più alti per funzionare a piena capacità.
La bassa velocità semplicemente non fornisce abbastanza gas, o non viaggiano abbastanza velocemente da consentire alla turbina di ruotare alla velocità necessaria per creare pressione. È la ragione principale di fenomeni come il turbo lag, cioè il ritardo nella risposta tra l'apertura della farfalla e il momento in cui il turbo inizia a fornire sovralimentazione o pressione.
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il problema comune
Ma se entrambi i sistemi hanno problemi propri, ce n'è uno comune a entrambi. Il fatto che l'aria compressa sia calda, incide sull'efficienza dell'intero sistema. Un problema che alla fine sarebbe stato risolto dai nostri amici ingegneri, che hanno sviluppato qualcosa che conosciamo come intercooler, ovvero uno scambiatore di calore aria-aria, famoso in modelli come la Subaru Impreza STI e in diversi modelli che avevano questa parola inscritta a caratteri giganti nella carrozzeria.Questi consentono di raffreddare l'aria tra il 40% e il 60%, a vantaggio del raggiungimento di potenza e coppia, ma come si può intuire, anche questa soluzione ha i suoi problemi. Il primo è lo spazio, o meglio la mancanza per installarli; il secondo è che aggiungono complessità al condotto dell'aria nel motore.
come si sono evolute?
Entrambe le tecnologie si sono evolute, nel caso dei compressori più “amici” delle alte velocità, con soluzioni come le frizioni che li disinnescano alle alte velocità — tuttavia, l'aumento di complessità, che incide sull'affidabilità, rende questa soluzione rara —; e nel caso dei turbo, abbiamo visto pale di turbina più leggere, turbo a geometria variabile più piccoli o motori con due turbo a funzionamento sequenziale (un turbo più piccolo per i bassi regimi e un turbo più grande per gli alti regimi).
L'obiettivo. il gol? Ottieni una risposta superiore ai bassi regimi. Ci sono stati casi, più rari, in cui hanno combinato le due tecnologie nello stesso motore, compressore e turbocompressore, come abbiamo visto in macchine come la Lancia Delta S4, il più modesto 1.4 TSI della Volkswagen o alcune delle versioni del 2.0 di Volvo.
I turbo passano in avanti
Attualmente, i turbo sono chiaramente preferiti dai produttori essenzialmente per la loro efficienza superiore, ottenere un miglior binomio prestazioni/economia.
Usare uno scarico per lavorare, come lo sono i gas di scarico, fa esplodere qualsiasi compressore. Questi ultimi finiscono per avere un effetto parassita, dove per generare più efficienza devono anche rubarlo al motore — nei grandi V8 dove è più comune trovarli, possono facilmente aver bisogno di più di 150 CV per funzionare.
Inoltre, è più facile estrarre una potenza maggiore da un turbocompressore che da un compressore, partendo dallo stesso motore.
Oggigiorno, con i motori che adottano turbo piccoli o a bassa pressione, il turbo lag è quasi impercettibile, e nei motori ad alte prestazioni, nuove configurazioni come l'Hot V consentono anche importanti guadagni nella risposta dei turbo. Non c'è lag di alcun tipo nei compressori, il cui effetto finale risulta essere simile ad avere un motore atmosferico con più centimetri cubi, mantenendo la linearità di un buon atmosferico.
Il futuro
A dire il vero, nonostante la tecnologia utilizzata nei turbo sia più avanzata, i compressori non sono ancora "passati alla storia". I motori elettrici sono venuti in suo aiuto, il che potrebbe significare il suo ritorno alla ribalta.
Piace? Non è più necessario avere il compressore fisicamente collegato al motore per avviarlo, utilizzando un motore elettrico. Questa soluzione può essere utilizzata nei sistemi ibridi, unendo il turbocompressore al compressore a trazione elettrica, soluzione vista, ad esempio, su Audi SQ7.
Quindi, se vuoi davvero sapere chi vincerà questa “guerra”, la risposta è: siamo noi utenti, che stiamo sfruttando sempre più soluzioni che ci consentono non solo di avere maggiori prestazioni, ma anche una maggiore efficienza.