Turbocompressore

L’esordio della sovralimentazione nei diesel dei camion rappresenta una delle fasi più importanti dello sviluppo del veicolo industriale. Grazie a questa tecnica, infatti, sono notevolmente incrementate le prestazioni dei motori, senza doverne aumentare la dimensioni e, quindi, i consumi. Non è un caso che la sovralimentazione si è rapidamente imposta sui camion pesanti (ed in seguito anche sui veicoli più leggeri) e oggi è una soluzione tecnica divenuta standard.

La sovralimentazione si basa sul turbocompressore, un elemento posto lungo il condotto di scarico che ha la funzione di spingere e comprimere nella camera di combustione una maggiore quantità di aria rispetto a quella che entrerebbe con la normale aspirazione. Ciò aumenta la quantità d’ossigeno nel pistone e, di conseguenza, la quantità di carburante combusto. Il risultato finale è l’aumento dell’energia prodotta dal motore.

Il turbocompressore è composto da un compressore centrifugo, che ha lo scopo di forzare l’aria nel motore, e da una turbina la cui rotazione è comandata dai gas di scarico, entrambi fissati ad un carter.

L’efficienza del turbocompressore è influenzata dalla sua geometria, ovvero dalle dimensioni della turbina e dalla portata d’aria che riesce ad inviare al motore. Più grande è la turbina, più è elevata la pressione esercitata e, quindi, maggiore risulta la potenza erogata dal motore. D’altro canto, all’aumentare delle dimensioni, cresce l’inerzia, con un effetto dannoso ai bassi regimi.

Per questa ragione, nei veicoli più moderni si utilizzano compressori dotati di turbina a geometria variabile. In questo modo, in funzione del regime del motore si può aumentare la pressione erogata (aumentando il diametro della turbina) o ridurre l’inerzia (riducendone il diametro), al fine di evitare che ai bassi regimi la turbina si opponga all’evacuazione dei gas di scarico. La turbina a geometria variabile ha un’elica mobile provvista di pale anch’esse mobili; variando l’inclinazione delle pale, si modifica la quantità d’aria spinta nel compressore.

La funzione del turbocompressore può essere svolta anche dal compressore volumetrico, azionato direttamente dall’albero motore tramite cinghie ed ingranaggi e, quindi, senza sfruttare l’energia prodotta dai gas di scarico. Questa soluzione, diffusa in campo automobilistico sui motori a benzina, è invece poco sfruttata sui grandi motori diesel destinati ad equipaggiare i veicoli industriali.

Le prestazioni offerte dalla sovralimentazione sono state ulteriormente migliorate con l’introduzione dell’intercooler, ossia del sistema che raffredda l’aria che esce dal turbocompressore, prima di essere immessa nel cilindro.