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Turbo.


-Blade-

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-COMPRESSORE CENTRIFUGO (3° Tipologia di sovralimentazione)

Un compressore centrifugo, o anche compressore radiale, è un compressore di gas o vapore, funzionante mediante l'energia data dall'accelerazione centrifuga dovuta alla rotazione di una girante.

centrifugal2em8.png

 

Chi ne sa di più? Viene istallato su qualche automobile? :)

 

il 3° non l'avevo mai sentito ma praticamente sembra lo schema di una girante di turbina,

 

ci sono altri due tipi di sovralimentazione, anche se non fanno uso di dispositivi meccanici, la sovralimentazione dinamica e chimica.

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sovralimentazione dinamica

rarissima, praticamente disusata...

 

sovralimentazione chimica.

-CHIMICA (4° Tipologia di sovralimentazione)

un'altro sistema per aumentare l'ossigeno nei cilindri rispetto a quello che sarebbe normalmente presente con la sola aspirazione e consiste nel sostituire l'aria con un fluido più ossigenato. L'atmosfera contiene infatti solo circa il 20% di ossigeno. Il composto più utilizzato al giorno d'oggi è il protossido d'azoto (N2O) che contiene circa il 36% di ossigeno in peso. Esso viene immesso nel collettore d'aspirazione attraverso particolari ugelli e reagisce non appena viene a contatto con zone ad alta temperatura, liberando ossigeno puro. L'incremento di potenza e coppia è notevole, con un guadagno fino al 50-60% di CV disponibili

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La waste gate è un'altra cosa <_<

Facciamo ordine.

Allora esistono vari tipi di motori "diversi" dall'aspirato.

 

-SOVRALIMENTAZIONE

Si definisce sovralimentazione di un motore a scoppio l'introduzione forzata di miscela combustibile nei cilindri rispetto a quella che sarebbe possibile con la normale aspirazione, per garantire al motore maggiore potenza e coppia. (Wikipedia.org)

 

-TURBOCOMPRESSORE (1° Tipologia di sovralimentazione)

Esso è composto da una turbina che viene messa in rotazione dai gas di scarico e da una chiocciola calettata collegata ad un girante mediante un piccolo albero generalmente in lega di magnesio. La chiocciola, ruotando, comprime l'aria e la immette quindi nel collettore d'aspirazione, arricchendo la miscela e assicurando una maggiore potenza.

Tuttavia proprio in virtù di tale potenza anche i gas di scarico sono costretti a uscire più velocemente, così anche il turbocompressore ruoterà più rapidamente conferendo una sempre maggiore potenza al propulsore.

Per non incorrere nel cosiddetto fenomeno della "detonazione" o addirittura nella rottura del motore stesso non si può superare un determinato rapporto di compressione all'interno dei cilindri. Per questo motivo è presente una valvola, detta di waste-gate , per eliminare i gas in eccesso.

 

-COMPRESSORE VOLUMETRICO (2° Tipologia di sovralimentazione)

Sistema di sovralimentazione meccanica che sfrutta la potenza stessa del motore per comprimere l'aria che viene poi inviata ai cilindri. Il compressore volumetrico di tipo Roots è costituito da due o tre lobi che comprimono l'aria all'aspirazione. Viene azionato dall'albero motore attraverso una cinghia, sottraendo circa 2 hp di potenza su circa 200).

Il vantaggio principale di questa soluzione è dato dall'azionamento di questo dispositivo a bassi giri con una migliore progressività e omogenità dell'erogazione della potenza. Rispetto al turbocompressore, azionato dai gas di scarico, è assente il turbo-lag, cioè una specie di mancanza di risposta del dispositivo meccanico ai bassi regimi (2500/3000 giri al minuto), il motore si presenta "addormentato" funziona come un'aspirato con ridotto rapporto di compressione. Ultimamente pero con le nuove turbine a geometria variabile questo effetto di riduce.

 

Ma esiste un terzo modo di sovralimentazione che non tutti conoscono e che è poco usato...

 

-COMPRESSORE CENTRIFUGO (3° Tipologia di sovralimentazione)

Un compressore centrifugo, o anche compressore radiale, è un compressore di gas o vapore, funzionante mediante l'energia data dall'accelerazione centrifuga dovuta alla rotazione di una girante.

centrifugal2em8.png

 

Chi ne sa di più? Viene istallato su qualche automobile? <_<

 

Si ma non è questo il punto,io intendevo che prima si era detto erroneamente Wastegate a sfiato esterno confondendola con la pop off a sfiato esterno <_<

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Si ma non è questo il punto,io intendevo che prima si era detto erroneamente Wastegate a sfiato esterno confondendola con la pop off a sfiato esterno <_<

 

Si ok, ricordiamo che esiste una pop-off anche "a sfiato interno"

Una ulteriore valvola chiamata "pop-off" (situata fra il turbocompressore e la valvola a farfalla) provvede ad aprirsi totalmente in fase di rilascio del gas quando, pur essendo la farfalla totalmente chiusa, la turbina continua a ruotare per effetto dell'inerzia comprimendo l'aria che tuttavia non viene immessa nei cilindri ed evitando il cosiddetto "colpo d'ariete". Questa valvola può essere di 2 tipi: -A sfiato interno (detta anche a ricircolo o a By-pass) e in questo caso l'aria in eccesso viene convogliata a monte della turbina, tramite un tubicino situato nella valvola stessa, che riesegue tutto il ciclo; -A sfiato esterno (o sfiato libero) e in questo caso l'aria in eccesso viene semplicemente espulsa da un apposito ugello situato nella valvola, creando il tipico sbuffo.

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Si ma non è questo il punto,io intendevo che prima si era detto erroneamente Wastegate a sfiato esterno confondendola con la pop off a sfiato esterno <_<

 

Si ok, ricordiamo che esiste una pop-off anche "a sfiato interno"

Una ulteriore valvola chiamata "pop-off" (situata fra il turbocompressore e la valvola a farfalla) provvede ad aprirsi totalmente in fase di rilascio del gas quando, pur essendo la farfalla totalmente chiusa, la turbina continua a ruotare per effetto dell'inerzia comprimendo l'aria che tuttavia non viene immessa nei cilindri ed evitando il cosiddetto "colpo d'ariete". Questa valvola può essere di 2 tipi: -A sfiato interno (detta anche a ricircolo o a By-pass) e in questo caso l'aria in eccesso viene convogliata a monte della turbina, tramite un tubicino situato nella valvola stessa, che riesegue tutto il ciclo; -A sfiato esterno (o sfiato libero) e in questo caso l'aria in eccesso viene semplicemente espulsa da un apposito ugello situato nella valvola, creando il tipico sbuffo.

 

Giustissimo <_<

e ricordiamo anche che la wastegate ha il compito di deviare parte dei gas di scarico combusti mandandoli direttamente allo scarico invece di farli arrivare alla turbina, è collegata nel tratto di collegamento motore-turbina e scatta appena la pressione dell'aria che arriva ai cilindri supera un determinato valore, quando è in riposo la waste gate e come se non fosse presente in quanto dotata di una molla che la tiene chiusa,in questa condizione tutti i gas combusti raggiungono la turbina,appena la pressione di sovralimentazione raggiunge il valore a cui è tarata la molla la valvola si apre e lascia sfiatare una parte dei gas prodotti allo scarico,in questo modo anche tenendo a tavoletta la waste gate mantiene costante la velocità del turbo e di conseguenza le pressione di sovralimentazione

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sovralimentazione dinamica

rarissima, praticamente disusata...

 

no è una delle modifiche di tuning meno costose, quindi spesso utilizzata anche se con poco rendimento..

 

in F1 è un effetto naturale derivato dalla posizione della presa d'aria,

 

nel campo motociclistico è praticamente usata su tutti i modelli sportivi, i benefici ovviamente sono sensibili a velocità elevate.

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Ed ora, da bravi scolaretti, visto che questo topic sta diventando un'interessante enciclopedia del turbo, pubblico un po' di foto illustrative... <_<

 

Waste-gate (valvola interna)

internalgatevf39cy4.jpg

 

Waste-gate (valvola esterna)

turboexternalgatekb8.jpg

 

Sezione TURBOCOMPRESSORE

782pxturbochargerwu2.jpg

 

Compressore Volumetrico

lysholmscrewrotorsqq3.jpg

 

<_<

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LEZIONE n°1

Compressore:

 

accrocco meccanico attraverso cui passano i gas; ha la proprietà di aumentare la pressione dei gas al loro passaggio: all'entrata i gas hanno pressioner P1 e all'uscita P2 > P1. Per fa r ciò occorre dare energia (lavoro potenza chiamatela come volete, tocca faticare) al compressore. In pratica tu dai energia al compressore e lui ti eleva la pressione dei gas.

I compressori si dividono in due grandi famiglie (almeno quelli tradizionali): A CICLO ALTERNATO e DINAMICI.

I primi sono simili ai motori a 4 tempi e sono usati per portare gas ad altissime pressioni (non si usano in campo auto)

I secondi invece si utilizzano in campo automobilistico

Essenzialmente il gas viene spinto da delle palette di una "ruota" la quale gli fornisce velocità= energia cinetica e poi questa viene trasformata in pressione attraverso specifici condotti.

I compressori dinamici si suddividono in ASSIALI e RADIALI (o CENTRIFUGHI).

QUelli assiali sono sviluppati lungo l'asse della "ruota" (un esempio sono i compressori enormi dei moderni turbofan di aerei di linea): il gas entra ortogonale a una faccia della "ruota" e esce dall'altra parte.

Quelli radiali invece sfruttano l'energia centrifuga del moto rotativo: i gas entrano nei pressi dell'asse della "ruota" e ne escono al "Bordo"

 

Quelli Assiali sono piu ingombranti lungo l'asse e piu snelli radialmente

viceversa vale per quelli radiali.

 

I compressori Assiali hanno un rendimento specifico piu alto (ossia sono piu efficienti, trasformando quasi tutto il lavoro fornito in aumento di pressione), purtroppo hanno anche un limitato campo di giri in cui è tale. Inoltre sono meno reattivi alle variazioni di regime istantanee (funzionano bene solo a regimi costanti)

Quelli radiali a scapito del minor rendimento, sono piu versatili e soprattutto funzionano quasi decentemente anche con flussi impulsivi (in un motere 4T il flusso non è continuo ma è regolato dall'apertura delle valvole).

 

Per questo in campo automotive sono usati i compressori dinamici radiali.

 

 

prossima lezione..... "CON CHE COSA LO FACCIO GIRARE UN COMPRESSORE?"

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Dato che in ufficio sono solo continuo....

 

Lezione n°2

CON CHE COSA LO FACCIO GIRARE UN COMPRESSORE?

 

Abbiamo detto che il compressore non fa altro che aumentare la pressione a un fluido.

Abbiamo detto che tutto ciò non lo fa gratis

 

occorre quindi azionarlo. La cosa piu logica è mettere un dispositivo, un qualcosa che faccia girare sta "ruota" nel compressore (ahhh si chiama rotore).

 

Essenzialmente si fa in due modi

 

1) COMPRESSORE VOLUMETRICO. Il compressore viene collegato all'albero motore: quindi è il motore stesso che fa girare il compressore. Poichè non puo farlo gratis se ne deduce che parte della potenza che va alle ruote va invece al compressore: quindi ha un rendimento piu basso di un motore aspirato.

In compenso la curva di risposta è pronta istantanea e lineare.

 

1) TURBO COMPRESSORE. Il compressore viene collegato a una turbina: la turbina è l'alter ego del compressore, un fluido che passa in una turbina diminuisce di pressione (si espande) efornendo energia meccanica.

In pratica la turbina preleva energia da un fluido e la trasforma in energia meccanica.

Come fluido vengono usati i gas di scarico del motore che appena usciti dai cilindri hanno elevata pressione (8 - 10 bar). L'albero della turbina è collegato all'albero del compressore in modo che l'energia meccanica ricevuta dai gas di scarico si trasformi in energia di pressione per i gas in entrata.

Anche le turbine come i compressori si distinguono in RADIALI e ASSIALI: hanno gli stessi pregi e difetti dei compressori, di conseguenza in campo automobilistico si usano le turbine RADIALI che a differenza dei compressori hanno i gas in entrata al bordo e in uscita sull'asse (quindi hanno un moto CENTRIPEDO invece che centrifugo).

Il vantaggio del TURBO COMPRESSORE è che non si sfrutta l'albero motore, e quindi non viene pregiudicato il rendimento complessivo del motore, in quanto l'energia per comprimere i gas ce la da GRATIS i gas di scarico.

Gli svantaggi sono essenzialmente due

Affiche avvenga la compressione dei gas in entrata il motore deve girare a regimi ottimali sia per il compressore che per la turbina.

I gas hanno una inerzia che fanno si che la risposta all'acceleratore non è rapida (il classico vuoto pre botta)

 

 

 

Per chi ne vuol sapere di piu consiglio

MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA di FERRARI (non ricordo il nome)

un libro base per corsi universitari ma comprensibile a patto che si abbiano un minimo di nozioni di termodinamica e fisica tecnica

ci sono poche formule ma in compenso molte spiegazione cosi che senza avere l'incubo di un'interrogazione potete saltare benissimo le formule.

Inoltre si possono sfatare molti luoghi comune e scoprire cose "strane", tipo che i motori piu efficienti sono i DIESEL (ok, bella scoperta) a 2 Tempi!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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