Hai sentito parlare di motore turbo così tante volte che ti sei fatto un'idea di base di come funziona, ma non hai mai avuto una risposta alla domanda su quanti cavalli aggiunge?
La risposta è più complessa di quanto sembri, poiché l'aggiunta di un turbocompressore a un motore comporta generalmente una serie di altri aggiornamenti. In generale, un singolo turbocompressore è responsabile di un aumento di potenza dal 10 al 50%.
La mia definizione preferita di turbocompressore è stata coniata nientemeno che da Jeremy Clarkson:
Un turbo:i gas di scarico entrano nel turbocompressore e lo fanno girare. La stregoneria avviene e tu vai più veloce.
Ciò che rende la citazione più divertente è che non è lontano dalla verità:il turbocompressore è una turbina azionata dai gas di scarico e aspira aria per aumentare il flusso d'aria attraverso l'aspirazione. Più aria significa più ossigeno all'interno della miscela aria-carburante, una migliore combustione del carburante e più potenza generata durante ogni ciclo.
Oltre alla turbina stessa, il sistema ha un intercooler che riduce le temperature del gas, una valvola wastegate che limita il livello di pressione di sovralimentazione e una valvola di spurgo che espelle la pressione inutilizzata dal sistema.
Jason di Engineering Explained ha un fantastico video sui turbocompressori che spiega i principi di base in pochi minuti.
Ho detto nell'introduzione che nella maggior parte dei casi un turbocompressore aggiunge dal 10 al 50% in più di potenza. Questa è una generalizzazione e l'aumento di potenza effettivo può facilmente superare il 100%. Perché ciò avvenga, il sistema di iniezione del carburante deve essere almeno aggiornato.
Il mio esempio preferito dei vantaggi del turbocompressore è il motore diesel turbodiesel R4 TDI da 1,9 litri della Volkswagen. Hanno realizzato quasi una dozzina di varianti di questo motore, con una potenza che va da 74 cavalli, fino a 158 cavalli.
Molto comuni sono anche i biturbo e i bi-turbo. Twin-turbo si riferisce a due turbine identiche che dividono il carico sui motori con 6 o più cilindri. Bi-turbo (o turbo sequenziale) si riferisce a un sistema con un turbocompressore piccolo e uno grande. Il turbo più piccolo gestisce bassi regimi per mitigare il ritardo del turbo, mentre il secondo, o entrambi, si attivano a regimi più elevati per aumentare drasticamente la potenza.
Quindi hai blocchi motore con 6 o 8 cilindri che utilizzano una configurazione quad-turbo. Utilizza due configurazioni biturbo per creare un'enorme quantità di potenza:un motore aspirato in grado di supportare una configurazione quad-turbo può facilmente raddoppiare la potenza.
Il turbo boost è una pressione positiva creata dal turbocompressore. In altre parole, rappresenta la differenza di pressione tra il collettore di aspirazione e la pressione atmosferica. È misurato in psi o bar , con valori più alti che si traducono in maggiore potenza.
Tuttavia, l'eccessivo aumento supererebbe i limiti di ciò che il turbocompressore e il motore possono sopportare e causerebbe una serie di problemi:battito in testa, surriscaldamento, preaccensione e guasto dei componenti.
Il principale principio di funzionamento di un turbocompressore prevede l'utilizzo dei gas di scarico come catalizzatore per spingere più aria nell'aspirazione. Tuttavia, questo porta al difetto principale dei turbocompressori:il turbo lag.
Quando il motore funziona a basso numero di giri, il volume dei gas di scarico non è sufficientemente alto per creare una spinta sufficiente. Il veicolo si sentirà come se avesse metà della sua potenza a sua disposizione, cosa che per certi versi lo fa, dato che funziona come un motore aspirato. È solo quando aumenti l'RPM a un livello sufficiente che il boost si attiva e fornisce un aumento di potenza.
Con un motore a turbina singola, la potenza turbo è sempre compensata dal turbo lag. Più grande diventa la turbina, maggiore è la pressione necessaria fino a quando non può iniziare a aumentare, quindi il ritardo del turbo più lungo. D'altra parte, le piccole turbine si attiveranno appena al di sopra del regime minimo, ma non possono fornire una spinta sufficiente per molta potenza.
Il ritardo del turbo si verifica quando si tiene il piede lontano dall'acceleratore, il che è normale quando si frena e si cambia marcia. Tuttavia, ci sono un paio di modi per aggirarlo.
Il primo modo per mitigare il turbo large è utilizzare il metodo tallone-punta. Frena prima, poi innaffi la frizione. Con la trasmissione disinserita, puoi usare il tallone del piede destro per premere il gas mentre stai scalando. Muovi il piede sull'acceleratore mentre rilasci la frizione e il turbo boost si attiverà prima.
La punta del tallone non è fattibile in tutti i veicoli e può essere piuttosto imbarazzante a seconda della posizione di seduta. C'è un processo semplificato che fornisce gli stessi risultati, ci vuole solo un po' più di tempo per farlo. Per prima cosa, ti interrompi finché non hai decelerato a sufficienza. Inserisci la frizione e, mentre cambi marcia, usa il piede destro per premere l'acceleratore una o due volte.
Ovviamente, entrambi i metodi richiedono un cambio manuale da utilizzare. Sono progettati principalmente per aiutarti a gestire un sorpasso in cui stai decelerando verso un veicolo, ma vedi un'opportunità per sorpassarlo. Invece di perdere tempo con il turbo lag, l'auto sarà pronta a erogare piena potenza non appena la corsia di sinistra sarà liberata.
Uso frequentemente entrambi i metodi quando guido in salita. Quando c'è una curva stretta ho bisogno di rompere, ma non voglio perdere la potenza necessaria per andare avanti. Riducendo il ritardo del turbo, posso ancora avere la potenza per affrontare la curva senza problemi e aumentare la mia velocità se è sicuro farlo.
I turbocompressori portano molti vantaggi. In primo luogo, consentono di guidare un veicolo con una cilindrata inferiore e hanno comunque una potenza paragonabile a motori più grandi ad aspirazione naturale, consumando molto meno carburante.
L'unico vero inconveniente dei turbocompressori è la maggiore complessità del motore. Più parti aggiungi, più parti rischiano di rompersi. Non dovresti preoccuparti di questo con una configurazione a turbocompressore singolo, ma se un'auto ha due o quattro turbine, prendi in considerazione quanto sarà costoso ripararle o sostituirle.
Oltre ai compressori, i turbocompressori sono il modo migliore per aumentare la potenza di un motore senza aumentarne la cilindrata o creare tolleranze elevate che inciderebbero gravemente sul costo di produzione.
In media 2.000 giri/min sono sufficienti per generare una pressione di scarico sufficiente per far girare la turbina e creare un turbo boost. L'esatto numero di giri dipende dalle dimensioni della turbina:le turbine più piccole si attiveranno prima, mentre le turbine più grandi sono spesso progettate in un layout biturbo, con una turbina più piccola che crea potenza a bassi regimi.
I turbocompressori montati in fabbrica non sono dannosi per il tuo motore. Il produttore ha progettato il motore in modo che possa resistere al turbo boost senza subire danni. Tuttavia, la modifica di un turbocompressore di serie o l'installazione di un turbocompressore personalizzato può spingere il motore oltre i suoi livelli di tolleranza e causare danni.
In fa. I motori a sei o otto cilindri hanno collettori di scarico divisi e ciascuno crea abbastanza gas di scarico per alimentare un turbocompressore, che quindi crea una spinta sufficiente per alimentare tutti i cilindri. In termini di percentuale, l'aumento di potenza può essere lo stesso dei motori single-turbo, ma in termini di numeri, il twin-turbo fornisce molta più potenza.
I turbocompressori sono diventati una necessità per i motori con cilindrate inferiori, aumentando notevolmente la loro potenza e rendendoli più utili su strade aperte. I motori più grandi, inline-6, V6 e V8 non necessitano necessariamente di un turbocompressore, ma possono essere aggiunti in coppia per un enorme aumento di potenza.
Se stai sfogliando le offerte di auto e ti stai chiedendo se hai bisogno di un motore turbo, lo consiglio vivamente per qualsiasi motore a 4 cilindri. Per SUV e camion, un turbocompressore è molto utile per tutte le opzioni V8 tranne le più grandi.
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