Mitsubishi Motors ha recentemente presentato un modello sezionato del suo campione del mondo di rally, la Lancer Evolution IX. È una sorprendente dimostrazione di precisione ingegneristica. Il vano motore esposto rivela ogni bullone e alloggiamento. Ma una parte si distingue per la sua forma distintiva. Assomiglia notevolmente a una conchiglia.
Quale parte di un sistema turbo viene spesso chiamata lumaca?
La risposta sta nell’alloggiamento del compressore del turbocompressore. Nello specifico, l’involucro a forma di chiocciola che circonda la girante del compressore si è guadagnato il soprannome di “lumaca” per via del suo design a spirale. Questa geometria non è solo estetica. Guida in modo efficiente l’aria pressurizzata nel collettore di aspirazione del motore.
Mentre la Mitsubishi Lancer Evolution IX è una leggenda a sé stante, il dibattito spesso si sposta sulla Nissan GT-R. La GT-R utilizza un sofisticato sistema twin-turbo. Entrambe le configurazioni si basano sull’induzione forzata per aumentare la potenza. Tuttavia, il segnale visivo dell’alloggiamento del compressore a forma di chiocciola rimane un filo conduttore nell’ingegneria giapponese ad alte prestazioni.
Il termine “lumaca” descrive specificamente l’alloggiamento del compressore a forma di chiocciola presente su molti turbocompressori.
Comprendere questa terminologia aiuta gli appassionati a identificare i componenti durante la manutenzione o la modifica. La ruota del compressore all’interno gira a velocità incredibili. L’alloggiamento attorno ad esso dirige il flusso d’aria. Senza questa forma a “chiocciola”, l’efficienza calerebbe notevolmente.
La scelta di Mitsubishi di esporre la Lancer Evolution IX in versione sezionata mette in risalto questi meccanismi interni. Permette ai fan di vedere oltre le linee esterne. Possono osservare come il turbocompressore si integra con il resto del gruppo propulsore. Il layout twin-turbo della Nissan GT-R raggiunge risultati simili attraverso un approccio architettonico diverso. Entrambi i metodi dimostrano che l’induzione forzata rimane una strategia chiave nelle prestazioni automobilistiche.
Il soprannome rimane perché è facile da visualizzare. Vedi la spirale. Ti ricordi il nome. È un piccolo dettaglio che ha un grande impatto sulla respirazione del motore.
La geometria all’interno di un turbocompressore non è solo una questione di ingegneria. È una lotta attentamente bilanciata contro l’entropia.
Guarda il diagramma. Vedi l’alloggiamento, la girante della turbina, la girante del compressore. Girano su un unico albero. L’aria entra nel lato della turbina dallo scarico. L’energia termica fa girare quella ruota. Lo stesso albero aziona il compressore sul lato di aspirazione. L’aria fredda viene aspirata. Le pale del compressore la fanno girare in uno spazio ristretto. La pressione aumenta. La densità aumenta.
Questa non è magia. È la termodinamica con una scadenza.
Il risparmio di peso è importante qui. Aggiungere un compressore? Stai montando ingranaggi, cinghie e un blocco pesante nella parte anteriore del motore. L’alimentazione va all’unità accessoria. Perdi potenza per muovere il compressore. Il turbo utilizza l’energia di scarto. I gas di scarico lascerebbero comunque il tubo di scappamento. Catturi parte di quel flusso. Lo reindirizzi. Il motore produce più potenza gratuitamente. Soprattutto.
C’è un ritardo. Sempre in ritardo. Il turbo ha bisogno di contropressione per girare. Quando premi l’acceleratore, c’è una frazione di secondo prima che arrivi la spinta. Le auto moderne utilizzano turbine a geometria variabile (VGT) o assistenza elettrica per ridurre tale divario. Ma la fisica resta. La massa ha bisogno di muoversi. La pressione deve aumentare.
Osserva il flusso d’aria.
Il gas di scarico fa girare la turbina. L’albero si collega al compressore. Il compressore spinge l’aria nel collettore di aspirazione. L’intercooler raffredda quell’aria. L’aria più fresca è più densa. Più ossigeno significa che puoi bruciare più carburante. Più carburante significa più potenza. Il ciclo si ripete.
È semplice. Fino a quando non lo è più.
I turbocompressori immettono più aria nella camera di combustione. Più aria significa che puoi bruciare più carburante. Il risultato è una potenza significativamente più elevata da una cilindrata inferiore.
Guarda la Nissan 300ZX Turbo nell’immagine successiva. Non si tratta solo di utilizzare un compressore. Questo motore utilizza due turbocompressori per la sua configurazione V-6.
Guarda un’altra leggendaria configurazione a induzione forzata nella seguente immagine.
Più turbo, più problemi
Il motore a sei cilindri in linea 2JZ-GTE della Toyota Supra è leggendario, ma funzionava solo con due turbo. Quella configurazione funzionava per le piste di drifting e drag, ma non era l’unico modo per forzare l’aria in un motore. Guarda l’immagine successiva.
La Bugatti Veyron non funziona bene. Ha quattro turbocompressori. Quattro.
Quel motore W16 spinge 1.001 cavalli. È un mostro. Molte persone si chiedono come si possa ottenere così tanta potenza senza aggiungere l’induzione forzata. E se la tua auto non fosse dotata di turbo?
Il passaggio a una configurazione a induzione forzata non è uno scenario valido per tutti, ma la gamma di piattaforme compatibili è più ampia di quanto la maggior parte dei riduttori ritenga. Prendiamo ad esempio la coupé rotativa Mazda RX-8. Il suo esclusivo motore a doppio rotore richiede un approccio personalizzato. I kit standard disponibili in commercio non si trovano semplicemente. Stai cercando tubazioni su misura, fabbricazione di collettori personalizzati e messa a punto significativa per gestire la dinamica di combustione di un rotativo. Non è per i deboli di cuore.
Ma questa non è l’unica opzione. Se utilizzi un motore a combustione interna convenzionale, il panorama cambia. Puoi trovare kit universali o bulloni specifici per modello per qualsiasi cosa, da una Honda Civic Si a una Ford Mustang. L’obiettivo è sempre lo stesso: forzare più aria nei cilindri. Più aria significa che puoi bruciare più carburante. Più carburante significa più potenza. Fisica semplice.
Tuttavia, il diavolo è nei dettagli. Un turbocompressore è essenzialmente un compressore azionato dai gas di scarico. Ricicla l’energia di scarto che altrimenti fuoriuscirebbe attraverso il tubo di scappamento. Ma aggiunge anche calore. E pressione. E complessità. Se non aggiorni il tuo sistema di raffreddamento, il tuo motore si scioglierà. Se non rinforzi le parti interne, i pistoni esploderanno. Non si tratta solo di montare un contenitore luccicante e concludere la giornata.
“L’induzione forzata trasforma un’auto per pendolari in un razzo, ma trasforma anche un motore affidabile in una bomba a orologeria se fatto male.”
Prima di iniziare a navigare su eBay o Amazon, devi comprenderne i meccanismi. Un turbocompressore comprime l’aria aspirata, aumentandone la densità. Ciò consente all’unità di controllo del motore (ECU) di iniettare più carburante senza magra. Il risultato è un aumento significativo di potenza e coppia. Ma c’è un problema. Ritardo.
Il turbo lag è il ritardo tra la pressione dell’acceleratore e l’attivazione del boost. I turbo più piccoli si muovono più velocemente ma raggiungono un limite di potenza. I turbo più grandi producono una maggiore potenza di picco ma impiegano un’eternità per attivarsi. È un compromesso. La maggior parte dei kit aftermarket offre una via di mezzo. Oppure puoi andare in sequenza. Oppure biturbo. Ma questo è andare oltre noi stessi.
Per l’appassionato medio, un singolo kit turbo è la soluzione ideale. È conveniente. È affidabile. Ed è divertente. Ma devi controllare le leggi locali. In alcune giurisdizioni, la modifica delle apparecchiature per le emissioni è illegale. L’Environmental Protection Agency (EPA) ha linee guida rigorose. La California è particolarmente aggressiva. Se ti trovi nel Golden State, faresti meglio ad avere un numero di ordine esecutivo CARB per ogni parte. Nessuna eccezione.
L’esempio dell’RX-8 evidenzia un mercato di nicchia. I motori rotativi hanno una bassa efficienza termica rispetto ai motori a pistoni. Sono inclini all’accumulo di carbonio. L’aggiunta di boost aggrava questi problemi a meno che tu non sia meticoloso riguardo alla manutenzione. La qualità del carburante è importante. Il numero di ottani è importante. Il tempismo della scintilla è importante. Un errore e sostituirai l’alloggiamento del rotore deformato.
Per i motori a pistoni il processo è più standardizzato. Avrai bisogno di un turbocompressore, una linea di alimentazione dell’olio, una linea di scarico dell’olio, un intercooler, una valvola di scarico e una messa a punto personalizzata. L’intercooler non è negoziabile. L’aria calda è meno densa. È necessario raffreddare l’aria compressa prima che raggiunga il collettore di aspirazione. Gli intercooler aria-aria sono comuni per le auto stradali. Aria-acqua
