L’invenzione del motore a combustione interna, conosciuto come motore a scoppio, risale alla metà del diciannovesimo secolo ed è a opera di due italiani, ovvero Eugenio Barsanti e Felice Matteucci che lo brevettarono nel 1853. Tuttavia fu il tedesco Nikolaus August Otto nel 1875 a sviluppare il progetto dei due italiani, dando vita di fatto al motore che rivoluzionerà la nostra era.

Il motore a combustione interna è una macchina che trasforma l’energia chimica prodotta dalla miscela di aria e combustibile in energia meccanica. I combustibili maggiormente utilizzati sono di origine fossile e sono i seguenti:

Benzina;

Diesel;

Gpl;

e infine Metano.

Questi, reagendo con l’ossigeno presente nell’aria che fa da comburente, danno vita al cosiddetto “scoppio” che genera l’energia meccanica.

Questa trasformazione da energia chimica a energia meccanica avviene all’interno della camera di combustione. Ma cosa succede nello specifico? In pratica delle valvole aspirano all’interno della camera i gas che vengono compressi nel momento in cui queste stesse valvole si chiudono. La compressione dei gas dà luogo dunque alla combustione, a seguito della quale i gas espandendosi danno vita ad una pressione che fa abbassare il pistone. Successivamente, il pistone innescando la biella avvia la rotazione dell’albero motore. Nel risalire, il pistone, spinge i gas verso le valvole di scarico portandoli così all’esterno del motore. Nei motori dotati di turbocompressore, i gas di scarico precedentemente eliminati attraverso le valvole di scarico, anziché essere eliminati vengono indirizzati verso la turbina che attivandosi avvia il compressore il cui scopo è quello di risucchiare l’aria e comprimerla. L’aria che è stata compressa immettendosi nei condotti di aspirazione causa un aumento della pressione all’interno dei condotti, e la maggior quantità d’aria che arriva ai cilindri, unita a una maggior quantità di combustibile iniettato, permette dunque un notevole incremento di potenza rispetto a un motore privo di turbocompressore di pari cilindrata.

Il suo inventore, lo svizzero Alfred Buchi, ebbe l’intuizione di sfruttare i gas di scarico prodotti dalla combustione con lo scopo di aumentare la potenza erogata dal motore. Questa idea apparentemente semplice, ma allo stesso tempo geniale, rivoluzionò l’industria meccanica permettendo appunto la creazione di motori di bassa cilindrata che garantivano (e garantiscono) un’alta resa in termini di potenza. 

I migliori turbocompressori

Il settore automotive è in continua evoluzione. Nell’ultimo decennio la maggior parte delle aziende automobilistiche ha investito tempo e risorse nello sviluppo di tecnologie in grado di rendere più ecologicamente sostenibile l’impatto ambientale delle automobili. Oltre allo sviluppo dei motori elettrici o dei veicoli ibridi, molte aziende hanno puntato anche  sul perfezionamento dei turbocompressori, che lavorando sui gas di scarico possono influire in maniera significativa nella riduzione delle emissioni.

L’ottimizzazione dei turbocompressori però non ha solo il lato positivo relativo alla diminuzione delle emissioni, ma spingendo sempre più al limite le tecnologie utilizzate è sempre più frequente che si verifichino guasti che potrebbero costringerci acquistare una turbina auto usata.

Ad ogni modo,le aziende automobilistiche che hanno sviluppato turbocompressori di ultima generazione e che attualmente risultano essere i migliori sul mercato sono sicuramente le tedesche: Porsche, Mercedes, Audi e Bmw, ma anche le giapponesi Lexus e Honda.

Gli altri utilizzi del turbocompressore

I motori dotati di turbocompressore sin dalla loro creazione andarono a soppiantare quasi del tutto i normali motori aspirati.I primi motori dotati di turbo, non a caso furono quelli di navi e treni,visto che con il turbo fu possibile ridurre le dimensioni fisiche del motore in quanto, appunto a parità di cilindrata il motore diviene più efficiente in termini di potenza.

Va da sé che settori in cui vi è bisogno di motori  molto grandi come quelli delle navi o dei treni trassero inevitabilmente un grande giovamento  dalla tecnologia del turbocompressore.

L’evoluzione del turbocompressore

Con il passare degli anni si è cercato sempre di più di ottimizzare l’efficienza dei motori a combustione interna e di pari passo quindi anche quella dei turbocompressori.Sono state sviluppate nel tempo diverse varianti di turbo come ad esempio quello a geometria variabile, che presenta una turbina che ha delle palette di inclinazione variabile che a seconda dei regimi del motore vengono aperte o chiuse da una centralina ad esso dedicata. Questa tecnologia permette rispetto al turbocompressore tradizionale una gamma di utilizzi maggiore.

Altra evoluzione tecnologica del turbocompressore è quella che presenta diversi turbo che lavorano in simbiosi l’uno con l’altro ad esempio i bi-turbo ed i tri-turbo.Questa tecnologia è in grado di sfruttare le turbine di dimensione ridotta quando il motore si trova a bassi regimi ed attivare le turbine più grandi quando il propulsore si trova invece ad alti regimi, in questo modo si è riusciti a sopperire ad uno dei difetti dei motori dotati di turbocompressore ovvero il ritardo nella distribuzione della potenza a bassi regimi.

Il più recente tra i modelli di turbocompressore è quello a marchio Mercedes. La casa tedesca è riuscita a sviluppare un sistema ibrido che integra il classico turbo a gas di scarico con un motorino elettrico. La componente elettrica si attiva quando i regimi sono bassi dando potenza immediata al propulsore ed eliminando così il famigerato “turbo-lag”.

L’articolo Come funziona un turbocompressore? sembra essere il primo su Cellulare Magazine.

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