Forse hai mai prestato attenzione alle auto con targhette o adesivi "turbo". Esternamente, non sono diversi dalle loro controparti "atmosferiche", l'unica differenza è la disponibilità di turbocompressore sotto il cofano. Cercheremo di dare una chiara spiegazione di cosa sia un turbocompressore, a cosa serve e come funziona.

contenuto

• 1 Aspetti teorici
• 2 Quali sono i tipi di turbocompressione
• 3 boost meccanico
• 4 sovralimentazione della turbina a gas
• 5 pro e contro di turbocompressione

Aspetti teorici

Vista approssimativa di una turbina a gas

Fin dalla sua introduzione, le automobili, attraverso gli sforzi dei loro creatori, hanno subito la modernizzazione e soprattutto in materia di potenza del motore. Poiché questo parametro è direttamente correlato al volume di lavoro del motore e alla qualità della miscela aria-carburante fornita, ci sono due modi per aumentare la potenza - o aumentare il volume dell'unità (nel moderno settore automobilistico di massa, questo metodo non è molto popolare), o in qualche modo iniettare in cilindri più aria. Il primo metodo non è popolare per ovvie ragioni - insieme ad un aumento del volume dei cilindri, aumenterà anche il consumo di carburante, inoltre, l'unità stessa aggiungerà significativamente dimensioni e massa, che non è sempre accettabile. Pertanto, gli ingegneri automobilistici hanno trovato un modo per aumentare la fornitura d'aria ai cilindri.

Quali sono i tipi di turbocompressore

Esistono diversi modi per forzare più aria nel motore:

• pressurizzazione risonante - è realizzata senza un compressore a causa dell'energia cinetica dell'aria nei collettori di aspirazione;
• spinta meccanica - l'alimentazione d'aria è aumentata a causa dell'uso di un compressore meccanico, che a sua volta è azionato da un motore di automobile;
• sovralimentazione a turbina a gas - la turbina guida il flusso dei gas di scarico.

Nel primo caso, l'aumento si verifica solo a causa della particolare forma e dimensione dei collettori di aspirazione senza l'uso di eventuali soffiatori. Pertanto, non lo descriveremo in questo materiale, ma ci soffermeremo più in dettaglio sulle altre due opzioni, che, a nostro avviso, meritano un'attenzione speciale.

Spinta meccanica

Alcune macchine moderne sono ancora dotate di compressori.

Spinta meccanica — способ увеличения подачи воздуха в двигатель посредством использования компрессора. Принцип работы компрессора выглядит следующим образом: когда двигатель начинает работать, его коленвал приводит в действие весь механизм. То есть механический наддув работает с первых моментов запуска мотора автомобиля.

L'indubbio vantaggio di un tale sistema si può chiamare il fatto che l'aria viene forzatamente iniettata nei cilindri a qualsiasi regime del motore (anche il più basso) e la pressione aumenta di conseguenza con un aumento della velocità dell'albero motore. Pertanto, le auto con compressori meccanici non hanno familiarità con una cosa come "turbo-lag". Ma un tale dispositivo ha i suoi lati negativi. Il fatto è che il motore di un'automobile consuma una certa parte del suo potere per far muovere un compressore, il che alla fine riduce la sua efficienza. Inoltre, per installare una pressurizzazione meccanica è necessario più spazio nel vano motore. Inoltre, tale dispositivo crea un livello di rumore aumentato.

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L'iniezione di aria nel motore mediante un compressore ha iniziato a essere utilizzata nell'industria automobilistica molto prima rispetto all'uso di un meccanismo a turbina a gas. Tuttavia, nonostante alcuni obsolescenza, tali dispositivi possono ancora essere trovati su auto moderne (un esempio eclatante è la società Mercedes-Benz, sulle macchine di nuova fabbricazione di cui le targhette "Kompressor" ancora adornano).

Spinta della turbina a gas

La maggior parte delle auto moderne sono dotate di sistemi di turbina a gas turbocompressi. Il principio di funzionamento della turbina è simile alla sovralimentazione del compressore, l'unica differenza è che la turbina è azionata dal flusso dei gas di scarico dell'auto, non dall'albero motore del motore. Sulle sensazioni, l'inclusione della turbina, alcuni driver rispetto al "calcio". Il meccanismo di pressurizzazione della turbina a gas è un dispositivo di due giranti rigidamente interconnessi da un albero. Ogni girante è racchiusa in un involucro, la cosiddetta chiocciola.

Dispositivo a turbina a gas

Il dispositivo della turbina è abbastanza semplice ed è composto da:

• due giranti;
• due chiocciole, all'interno delle quali girano le giranti;
• l'albero che collega la girante;
• cuscinetti scorrevoli - due supporto e una spinta;
• una valvola di bypass che viene utilizzata per scaricare la pressione in eccesso.

Il principio di funzionamento del turbocompressore è abbastanza semplice. I gas di scarico dal collettore di scarico entrano nella prima coclea e ruotano la sua girante. Attraverso l'albero di collegamento, la rotazione viene trasmessa alla seconda ventola, che inietta la pressione nella seconda voluta.

Pro e contro di turbocompressione

Il principale vantaggio della sovralimentazione è quello di aumentare la potenza del motore senza un significativo aumento del consumo di carburante. Per spiegare questo fenomeno, è necessario capire come funziona il turbocompressore: la turbina è guidata solo dall'energia dei gas di scarico e non dalla potenza del motore dell'auto. Ma è necessario distinguere concetti come la redditività generale e specifica del motore. In altre parole, un motore turbo avrà un consumo di carburante maggiore rispetto a un'unità atmosferica di volume simile. Questo perché il maggior volume d'aria che entra nei cilindri consente di bruciare più carburante. Tuttavia, l'unità turbocharged ha meno carburante consumato per unità di potenza. Ad esempio, se si prendono due motori 1.4 litri con una turbina e un 1.8 litri atmosferico, entrambi con una potenza di 130 CV, allora 1.4 sarà più economico, grazie alla maggiore efficienza.

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Per quanto riguarda la compatibilità ambientale dei motori turbo: sebbene tra gli appassionati di auto locali la "consapevolezza ambientale" non sia così ben sviluppata, non bisogna dimenticare che i motori turbocompressi causano meno danni all'ambiente. Questo perché la temperatura nella camera di combustione di un motore turbo è un po 'più bassa, quindi la formazione di ossido di azoto viene ridotta e il combustibile viene bruciato più completamente.

Il principio di funzionamento della turbina a gas

Tuttavia, non era senza difetti. La prima cosa che dovresti sapere - la turbina richiede un atteggiamento attento. Mentre il motore viene avvolto su cuscinetti, l'olio viene alimentato sotto pressione. Non appena il motore viene tappato, l'olio sui cuscinetti si arresta. Se il motore viene utilizzato sotto carichi pesanti, il sistema di pressurizzazione potrebbe surriscaldarsi e guastarsi. Per evitare il surriscaldamento, prima di spegnere il motore turbocompresso, dovrebbe essere lasciato funzionare per diversi minuti al minimo. Molte macchine moderne sono equipaggiate dalla fabbrica con dispositivi appositamente progettati - turbo-timer.

C'è un altro momento importante: a bassi regimi il rendimento della turbina è molto basso. Dovresti anche menzionare l'effetto della modalità turbo: la turbina risponde alla pressione del pedale dell'acceleratore con un certo ritardo. La turbocompressione può funzionare efficacemente solo in un ristretto intervallo di giri del motore, inoltre, la dimensione della turbina stessa è di grande importanza. Per aumentare la produttività di questo sistema, molte case automobilistiche installano sulle loro auto due turbine di diverse dimensioni o un paio di turbine identiche. Turbine di diverse dimensioni possono ampliare significativamente la gamma di funzionamento efficiente del turbocompressore - dopo che la prima turbina inizia a perdere produttività, entra la seconda. Due turbine identiche consentono di aumentare la produttività, migliorare le dinamiche di accelerazione e ridurre l'effetto dei turbo ignami. Per ridurre questo effetto, le case automobilistiche hanno fatto ricorso a trucchi del genere per ridurre la massa delle parti mobili della turbina. Grazie a questa turbina, ci vuole meno tempo per rilassarsi.