Sovralimentazione motori endotermici (terza parte)

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Sovralimentazione motori endotermici (terza parte)


Ci eravamo lasciati  con la promessa di approfondire la logica di funzionamento degli altri componenti del sistema di sovralimentazione e di seguito lo facciamo.

Overboost

L’overboost viene utilizzato per  avere dei brevi picchi di potenza, ottenuti ritardando l’intervento della valvola wastegate e lasciando pertanto salire la pressione di qualche punto; nel caso ad esempio di Alfa Romeo, questa funzione può essere inserita utilizzando il “manettino” del DNA, attraverso il quale in modalità Dynamic viene abilitata la funzione overboost .

Intercooler

Lo scopo dell’intercooler è quello di raffreddare l’aria di alimentazione del motore, per evitare che con l’aumento della temperatura possa espandersi e diventare meno densa; infatti, se non fosse raffreddata, a parità di pressione l’aria convogliata diminuirebbe facendo crollare il rendimento motore ed aumentando nel contempo il pericolo l’autoaccensione (tipico dei motori turbo).
Per capire meglio quanto importante sia la densità dell’aria aspirata, è sufficiente analizzarne il comportamento della vettura che sale in altitudine. Salendo in montagna la densità dell’aria diminuisce e questo comporta una perdita di potenza di circa l’ 1,5% ogni 100 metri di altitudine, che quindi intorno ai 1000 metri sarà di circa il 15 %.
Valvola Dump

La valvola Dump, preserva la girante del compressore da sollecitazioni che si manifestano in seguito ad un rapido rilascio del pedale acceleratore, mentre il motore è in condizioni di pieno carico, il cosiddetto “colpo d’ariete”.

Infatti la repentina riduzione di alzata valvole di aspirazione e la chiusura della valvola a farfalla, generano un’onda di pressione che si propaga in tutta la colonna dell’aria aspirata sino alle palette della girante del compressore. Quest’onda imprime una spinta contraria alla rotazione della girante causando una sollecitazione torsionale, deleteria per le componenti del compressore.

La sede della valvola Dump, integrata al compressore, quando comandata dalla CCM mette in comunicazione il condotto in uscita della girante con quello di aspirazione del compressore. Quindi in fase di cut off o al raggiungimento dei limiti di pressione di sovralimentazione la valvola si apre per poter scaricare la sovrappressione presente nel condotto di mandata

Schema dell' Overboost

Schema di flusso sistema

  • Waste Gate
    Nel funzionamento normale del turbocompressore la regolazione della pressione massima di alimentazione è effettuata tramite l’apertura della valvola waste-gate (8). Infatti nel diaframma dell’attuatore (9) è sempre applicata la pressione di sovralimentazione cioè quella esistente a monte del compressore. Questa pressione crea una spinta sul diaframma; quando questa spinta supera quella antagonista della molla di reazione, la valvola waste-gate (8) si apre ed una parte dei gas di scarico viene deviata dalla turbina, privando quest’ultima della propria forza.
  • Overboost 
    Quando l’avvolgimento (5) viene magnetizzato dalla CCM, la valvola (7) mette in collegamento la pressione di sovralimentazione del condotto (6) al condotto aspirazione ossia a valle del compressore scaricando la pressione esistente sul diaframma dell’attuatore (9): la riduzione di spinta sul diaframma dell’attuatore determina la chiusura parziale della valvola waste-gate (8), per cui una quantità maggiore di gas va ad alimentare la turbina aumentando la sua velocità e quindi quella del compressore facendo così aumentare il valore della pressione di sovralimentazione.
  • Valvola Dump
    Quando si chiude la valvola a farfalla (10), la depressione trasmessa dal condotto (2) collegato al collettore di aspirazione, apre la valvola (3); questa apertura consente alla pressione a valle della farfalla (chiusa), di scaricarsi a valle del compressore ed annullare le onde di pressione che causano il “colpo d’ariete”.

Nella prossima parte (la quarta) trattiamo gli errori tipici che riguardano i sistemi di sovralimentazione, attingendo da casi che ci sono realmente accaduti e che potranno sicuramente essere utili a capire come trattare nuovi casi.

Appuntamento alla prossima.

 

 

 

 

 

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