TurbocompressoreNozioni e consigli sul turbocompressore: un compenente in grado di aumentare le prestazioni del motore

Il turbocompressore, è diventato un componente fondamentale, in tutte le macchine di nuova produzione. Questo dispositivo meccanico ha funzione di sovralimentare un motore migliorandone le notevolmente le caratteristiche.

Come è strutturato
Come ci suggerisci la propria terminologia, il turbocompressore, chiamato in maniera abbreviata anche turbo, è formato da due componenti, la turbina e il compressore. La loro conformazione è a forma di giranti e sono dotati di palette collegati tra loro da un alberino.

La turbina è inserita in un vano a forma di chiocciola nell’impianto di scarico; il compressore, invece, è alloggiato in una similare chiocciola ma lato aspirazione. 

Turbocompressore flusso aria

Come funziona
La turbina entra in funzione grazie ai gas di scarico, mentre il compressore si aziona risucchiando l’aria da comprimere. L’aria compressa passa prima attraverso un radiatore, chiamato intercooler, il quale compito è raffreddare l'aria in ingresso aumentandone così la densità a parità di volume, per poi confluire nei condotti di aspirazione.

Grazie alla maggior quantità d’aria che raggiungere i cilindri, insieme ad un proprorzionale incremento del combustibile iniettato, un motore dotato di turbocompressore può vantare un aumento della coppia e della potenza decisamente superiore rispetto ad un propulsore aspirato di pari cilindrata.

Turbocompressore schema funzionamento

Tipologia di turbocompressore
I turbocompressori possono essere di due tipi: Geometria Fissa e Geomatria variabile VNT, Variable Nozzle Turbine. Il turbocompressore a geometria variabile è diverso strutturalmente da uno a geometria fissa, ed i vantaggi di questa soluzione sono molteplici ma la differenza principale la troviamo nel lato caldo. Nella girante della turbina sono montate delle palette che vengono movimentate da un attuatore, o comunemente chiamata anche valvola, che può essere elettrico, pneumatico o elettropneumatico, a sua volta comandato dalla centralina motore. Il suo compito è regolare la pressione di sovralimentazione nei vari regimi di marcia. Internamente, vi sono installate in forma circolare una serie di palette, quali a seconda della loro incidenza e posizione varia la pressione di sovralimentazione. Questo perché la spinta e la velocità dei gas esausti aumenta e diminuisce in funzione della posizione delle palette stesse e la superficie che oppongono al flusso dei gas di scarico. Ciò porta ad una migliore capacità di adattamento della pressione in tutti i regimi motore e dinamiche di marcia rispetto ad una turbina a geometria fissa.

Turbocompressore spaccato

Modello turbocompressore a geometria variabile VNT ad attuazione pneumatica - www.autotecnica.org
1 - involucro turbina, 2 - rotore turbina, 3 - pale rotanti, 4 - anello di supporto, 5 - meccanismo per attuare la rotazione,
6 - leveraggio per l’attuazione, 7 - rotore compressore, 8 - involucro compressore, 9 - attuatore pneumatico

Tipologie di installazione multi-turbo
Il sistema Twin Turbo, detto anche biturbo, utilizza due unità invece che un turbocompressore singolo. Il vantaggio di avere più turbo (si parla infatti di multi-turbo) è di poter coprire differenti range di giri, a differenza del turbocompressore singolo che funziona al meglio solo agli alti regimi, anzi risulta addirittura controproducente ai bassi. In questo modo si riduce il turbolag e si ottiene un funzionamento più omogeneo, che si traduce in una risposta più rapida all’acceleratore. I sistemi a doppio turbo possono essere sequenziali o in parallelo. Nel primo caso le due unità, spesso di dimensioni differenti, entrano in funzione in momenti diversi: ai bassi regimi i gas di scarico vengono convogliati nel turbo più piccolo, agli alti regimi in quello più grande. Nella configurazione in parallelo, i turbo sono di dimensioni uguali e ricevono la stessa quantità di gas di scarico.

Turbocompressore in parallelo     Turbocompressore BiTurbo

Turbocompressore elettrico
L’evoluzione tecnologica ha consentito di sviluppare nuove tipologie di turbocompressore in grado di stressare meno il motore. Tra queste si segnala il turbocompressore elettrico ovvero un dispositivo alimentato da un motore elettrico e non dai gas di scarico che consente al motore di non subire gli stress tipici del turbocompressore “classico”.

turbo elettricoQuesta tecnologia, attualmente utilizzata sulle vetture sportive di alta fascia, arriverà ben presto anche sulle auto di serie alla portata di tutti gli automobilisti. Costruttori come Audi stanno studiando soluzioni elettriche in grado di ridurre, se non annullare, il turbo lag grazie alla presenza di un turbocompressore azionato da un motore elettrico collegato ad una batteria da 48 V ed un turbocompressore classico. Il primo entra in azione quando si viaggia a bassi regimi ed ha la funzione di inviare aria in ingresso al turbocompressore standard. Altro vantaggio del turbocompressore elettrico è quello di aumentare la potenza del motore senza incidere sui consumi.

Problemi e malfunzionamenti
La rottura di una turbina, nella maggior parte dei casi è subito attuabile. La resa dell'auto scende in modo evidente ed anche un semplice sorpasso o una normale ripartenza creano difficolta evidenti al motore e al conducente stesso. Le cause di una possibile rotture possono essere molte e varie; la calpo può essere imputata ad un malfunzionamento di una valvola di regolazione, ad una diminuzione della tenuta dell'impianto a causa di un tubo rotto, con perdite di aria o olio motore che può disperdersi o creare fumo allo scarico, ecc...Una regolare manutenzione e una sostituzione dell'olio motore come previsto dal piano di manutenzione sono le basi per poter allungare la vita della nostra turbina perché con un olio pulito e nuovo offre anche una migliore lubrificazione a tutte le parti in movimento del turbocompressore. Inoltre, sarebbe oppurtuno, da parte del riparatore, qualora si opterebbe alla sostituzione dell'intero componente di turbocompressore, rispettare e seguire alcune regole "di base" per un buona e soprattutto corretta installazione del nuovo componente.

  • Sostituzione dei condotti olio da e per la turbina (spesso NON è sufficiente la sola pulizia);
  • Rimozione e pulizia della coppa dell’olio da eventuali depositi carboniosi;
  • Verifica del corretto funzionamento della pompa dell’olio ed eventuale rimozione e pulizia della stessa.
  • Pulizia dei condotti di lubrificazione del motore.
  • Sostituzione olio e filtro INDIPENDENTEMENTE dal loro chilometraggio con olio previsto dal costruttore del veicolo.
  • Verifica (con apposito manometro) della corretta pressione olio al termine del tubo di mandata: a seconda dei modelli tra i 2 ed i 4.5 bar.
  • Evitare assolutamente guarnizioni liquide nel montaggio dei condotti di lubrificazione!!!
  • Prima di installare il nuovo turbocompressore verificare che l’olio arrivi correttamente alla turbina, effettuandone uno “spurgo” in questo modo: installate correttamente i condotti di lubrificazione della turbina, riempite il motore con l’olio nuovo. Posizionate un flacone od una bottiglia vuota alla fine del condotto di mandata olio alla turbina. Fate girare il motore, avendo l’accortezza di NON avviarlo, dando dei piccoli “colpetti” con la chiave di avviamento. Fate uscire circa mezzo litro di olio. Verificate la purezza dell’olio. Scoprirete che, per quanto le vostre attenzioni siano state puntigliose e pignole, vi saranno dei piccoli puntini in sospensione nell’olio nuovo. Sono dei depositi carboniosi. Pensate a cosa sarebbe successo se gli stessi fossero andati all’interno del vostro nuovo turbocompressore…
  • Montare il turbocompressore avendo cura di riempirlo preventivamente di olio.
  • Avviare il motore e farlo girare al minimo regime rotativo per circa 5/10 minuti verificando che non vi siano perdite ed evitando brusche accelerate a motore freddo. NON spegnere MAI il motore dopo un’accelerata perchè la turbina continua a girare per inerzia di moto, ma viene a mancare la lubrificazione!!!
  • Nota speciale per i motori BMW: Sostituire SEMPRE l’unita di sfiato o filtro recupero fumi, posta sopra il coperchio delle valvole!!!
  • Nota speciale per motori PSA: Si consiglia l’acquisto del KIT DI LUBRIFICAZIONE (TR1915) necessario ai fini di una corretta procedura di sostituzione del turbo.
  • Sostituzione del filtro aria indipendentemente del chilometraggio con uno di buona qualità.
  • Verifica dell’integrità di tutto il condotto di aspirazione.
  • Pulire l’intercooler, se particolarmente intasato, sostituirlo.
  • Verifica integrità del collettore;
  • Verifica integrità e pulizia del catalizzatore e filtro antiparticolato;
  • Verifica integrità e pulizia dei silenziatori.
  • Verifica integrità, pulizia e funzionamento valvola EGR.
  • Verifica del comando a depressione della valvola Wastegate se pneumatica e corretto arrivo del segnale se elettronica.
  • Verifica corretto funzionamento Debimetro (misuratore massa aria).
  • Verifica corretto funzionamento di tutti gli altri sensori posti nel motore.
  • Verifica ed eventuale rimozione di messaggi di errore all’interno della centralina (potrebbero contenere in memoria dei messaggi di errore che si ripresentano all’avvio della vettura, rimandandola in autoprotezione anche se la causa è stata rimossa). La turbina è un organo meccanico. Se la diagnostica vi fornisce: “malfunzionamento del turbocompressore”, la causa è da ricercarsi altrove!! Non ci sono sensori sulla turbina che possono segnalare un malfunzionamento della stessa!!! Segnalano che il turbocompressore sta funzionando male a causa di… Verificate piuttosto lo scarico, il comando della valvola Wastegate o in altri componenti elettronici, che possono avere comunque un funzionamento discontinuo.


Turbocompressore nuovo servizio - officina - rettifica - riprazione

Di seguito riportiamo alcuni video molto esaustivi, che mediante animazioni 3D, rendono pratico quanto sopra riportato.

     



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