Sia gli automobilisti che i produttori si preoccupano della potenza. Fin dall'era del moderno motore a combustione interna, gli ingegneri hanno cercato modi per aumentare la potenza di un motore. "Supercharger", un termine comune per auto che incontrerai sicuramente, è un dispositivo che fa proprio questo. Che cos'è e come funziona un compressore?
Un turbocompressore è un altro dispositivo progettato per lo stesso scopo. Continua a leggere per comprendere questo importante componente del tuo veicolo:come funziona un compressore e come funziona un compressore rispetto a un turbocompressore.
Per rispondere "come funziona un compressore?" nel rendere più potente il motore di un'auto, dovresti prima capire come funziona un motore a combustione.
Il motore a combustione genera energia per il funzionamento dell'auto con l'ingresso di una miscela di aria e carburante. Aria e carburante di un certo rapporto entrano nella camera di combustione del motore e vengono compressi e accesi per creare una combustione o un'esplosione.
Questa combustione genera energia, che il motore invia a tutte le parti necessarie per far funzionare l'auto. Per questo il motore moderno è chiamato “motore a combustione interna”.
Si può vedere che l'aria gioca un ruolo vitale nel processo di creazione dell'energia. La velocità del flusso d'aria nella camera del motore influisce sulla quantità di energia che può essere creata, ovvero sulla potenza del motore.
Forzare più aria nel motore a combustione lo rende più efficiente e a questo scopo viene creato un compressore. Questo metodo è più ideale per aumentare la potenza di un motore rispetto a renderlo più grande, il che renderà l'auto più pesante e molto più ingombrante.
LEGGI DI PIÙ
Per aiutare il motore a generare più potenza, sono necessarie due cose:più aria e più carburante aspirato nella camera di combustione del motore. Va notato che per il funzionamento del motore è necessario un rapporto specifico:14 parti di aria per una parte di carburante.
L'aria pompata nella camera di combustione è aria normale a pressione atmosferica. La compressione avviene successivamente con il funzionamento del pistone, che si sposta verso l'alto per comprimere la miscela aria e carburante, creando così un “vuoto”.
Il compressore aumenta l'aspirazione dell'aria semplicemente comprimendo l'aria a una pressione superiore a quella atmosferica prima di pomparla nella camera di combustione. Con più presa d'aria, più carburante può essere pompato nella camera di combustione affinché il motore possa bruciare per creare più energia.
Un compressore può aggiungere in media il 46 percento in più di potenza, la misura che tutti conosciamo, e il 31 percento in più di coppia, la potenza di rotazione o di torsione di un'auto (al contrario della potenza lineare come una spinta o una trazione).
Dopo che l'aria è stata compressa dal compressore, diventa più calda e quindi diventa meno densa. Ciò significa che non può espandersi tanto durante la combustione avvenuta nella camera di combustione del motore, dopo che la candela nella camera si è accesa.
Pertanto, affinché il compressore crei l'aria ottimale in modo che il motore possa generare la massima potenza, l'aria compressa in uscita dal compressore deve essere raffreddata prima che entri nel motore attraverso il collettore di aspirazione.
Il compressore è collegato all'albero a gomiti del motore, un albero rotante collegato ai pistoni del motore, da una cinghia accessoria. Questa cinghia a sua volta è avvolta attorno alla puleggia. La potenza viene prelevata dall'albero motore tramite la cinghia accessoria per ruotare la puleggia.
Questo fa ruotare l'ingranaggio conduttore, che è collegato alla puleggia. L'ingranaggio conduttore, a sua volta, fa ruotare l'ingranaggio del compressore. Questo ingranaggio del compressore comprime l'aria e quindi viene raffreddata dall'intercooler per aumentare la densità dell'aria. L'aria compressa e densa viene quindi rilasciata nel collettore di aspirazione del motore.
Esistono due tipi di intercooler:aria-aria e aria-acqua. L'aria o l'acqua più fresca viene fatta passare attraverso un sistema di tubi. L'aria compressa riscaldata si raffredderà dopo essere stata a contatto con questi tubi di raffreddamento.
Esistono tre tipi di compressore, che si differenziano per il modo in cui scaricano l'aria nel collettore di aspirazione del motore. A seconda di quanta potenza vuoi dare alla tua auto, puoi scegliere tra diverse dimensioni di ciascun tipo di compressore.
Il compressore Roots è il modello più antico, che risale al 1860 e prende il nome dai suoi inventori, Philander e Francis Roots.
I compressori Roots sono tecnicamente soffianti d'aria. L'aria fluisce nel compressore ed è intrappolata in un sistema di lobi a maglie. I lobi a maglie ruotano per "accumulare" l'aria contro il collettore di aspirazione del motore per comprimerlo, che poi si sposta nel collettore di aspirazione.
A causa di questo design dei lobi a maglie, un compressore Roots è grande e pesante e sporgerà dal cofano di un'auto. Questo design lo rende anche il meno efficiente, poiché il processo non può creare un flusso continuo di aria compressa e densa nel motore. Il modo in cui l'aria viene "accumulata" contro il collettore di aspirazione del motore dalla rotazione dei lobi a maglie per creare una pressione aggiuntiva crea solo raffiche d'aria discrete.
Un compressore a doppia vite aspira l'aria attraverso una coppia di lobi a maglie che assomigliano a una serie di ingranaggi a vite senza fine. Questo set è progettato e prodotto con precisione ed è più complesso dei lobi a maglie di un compressore Roots.
L'aria è compressa all'interno di un compressore a doppia vite, quindi è evidentemente più efficiente del Roots in quanto può fornire un flusso continuo di aria compressa nel motore. A causa del suo design, è molto più costoso da produrre.
Un compressore centrifugo fa ruotare una girante a velocità molto elevate, da 50.000 a 60.000 giri/min, per aspirare l'aria in un piccolo alloggiamento del compressore. È progettato con parti extra che garantiscono una migliore compressione dell'aria in modo efficace e affidabile.
I compressori centrifughi sono di gran lunga i più efficienti. Sono anche più piccoli e leggeri, inoltre si trovano davanti a un motore in modo da non sporgere dal cofano. Questi vantaggi li rendono il compressore più comunemente usato.
Il turbocompressore fa lo stesso lavoro del compressore. In effetti, "turbocompressore" o "turbo" sono in realtà l'abbreviazione di "turbocompressore". Come sono differenti?
La differenza principale risiede nel punto in cui ottengono l'alimentazione per funzionare. Un compressore trae potenza dall'albero a gomiti del motore dell'auto per alimentare il compressore, mentre un turbocompressore trae potenza dai gas di scarico creati dalla combustione nella camera del motore. In altre parole, un turbocompressore non è collegato direttamente al motore.
Questa differenza crea il divario nella loro velocità di rotazione. I compressori gireranno con velocità fino a 50.000 giri/min o rotazioni al minuto.
I turbocompressori possono girare molto più velocemente poiché la loro velocità non dipende dal movimento dell'albero motore del motore. Possono raggiungere fino a 150.000 giri/min o tre volte più veloci dei compressori.
Un'altra differenza che rende un turbo più ecologico di un compressore è che un turbo ha un'attrezzatura alterante che riduce l'emissione di carbonio degli scarichi.
In generale, un turbo è più silenzioso. Tuttavia, un compressore è meno complesso, il che lo rende in un certo senso più stabile e la manutenzione sarà più semplice.
LEGGI DI PIÙ
Ora che hai imparato quello che devi sapere sulle basi del motore della tua auto e su come funziona un compressore, vuoi saperne di più sul motore della tua auto e su come mantenerlo in perfetta forma? Potrebbe interessarti la nostra guida “Olio ad alto chilometraggio per motore auto:vale un sovrapprezzo?” e utili suggerimenti per la manutenzione dalla nostra libreria completa.
