Per non incorrere nel cosiddetto fenomeno della detonazione (cioè il battito in testa), o addirittura nella rottura del motore stesso, non si può superare un determinato rapporto di compressione all'interno dei cilindri e per questo motivo si usano sistemi di sfogo e di deviazione sia dell'aria di aspirazione che dei gas di scarico, sotto forma di particolari valvole, wastegate e pop-off.

LA VALVOLA WASTEGATE

Nel motore endotermico turbocompresso, la wastegate è una valvola di pressione massima utilizzata per il controllo delle condizioni d'esercizio della turbina mossa dai gas di scarico.

Uso

Nel caso in cui l'acceleratore fosse sempre tenuto premuto, la velocità della turbina aumenterebbe provocando un aumento della pressione di sovralimentazione. L'ulteriore sovralimentazione farebbe aumentare ulteriormente la velocità della turbina. In altre parole verrebbe a crearsi una retroazione positiva che porterebbe a valori di pressione (e velocità di rotazione della turbina stessa) troppo elevati per essere sopportati dal motore. Per controllare questo fenomeno viene utilizzata la valvola di wastegate che, aprendosi, permette ad una frazione dei gas di scarico di bypassare la turbina e defluire verso l'esterno, riducendo la velocità di rotazione della girante e quindi diminuendo la sovralimentazione.

Funzionamento

La valvola è posizionata nel collettore di scarico (lato turbina) e la sua apertura è proporzionale alla pressione di sovralimentazione (lato compressore).

L'azionamento della valvola di wastegate, volto ad evitare che il sistema di sovralimentazione venga sollecitato eccessivamente, mantiene la velocità di rotazione della turbina entro certi limiti, limitando in questo modo anche la pressione di sovralimentazione.

Nel caso dell'azionamento pneumatico, la valvola è comandata da un tubo connesso al lato compressore. Superato il limite di attenzione, la pressione interna del compressore vince la resistenza di una molla posta all'interno della valvola, provocandone l'apertura. In questo modo parte dei gas di scarico viene convogliata verso l'esterno bypassando la turbina, che decelera insieme al compressore riducendo la pressione di sovralimentazione.

Nelle automobili di nuova concezione la valvola di wastegate è invece controllata elettronicamente da una centralina elettronica, solitamente dalla centralina di controllo del motore stessa.

VALVOLA POP-OFF

Nel motore endotermico, la pop-off è una valvola limitatrice di pressione, utilizzata per controllare e/o limitare la pressione massima esercitata da un compressore generalmente un turbocompressore.

Facendo riferimento ad un sistema di sovralimentazione basato su di un turbocompressore, la valvola di pop-off è posta sul condotto d'uscita del compressore, che comprime l'aria in aspirazione, questo perché in alcune situazioni il compressore può trovarsi a comprimere dell'aria che non si riesce a immettere nel motore (turbina in piena fase di espansione e valvola del gas chiusa, con motore che diminuisce rapidamente di giri), che provoca un aumento della pressione a monte della valvola gas disazionata.

In questa particolare condizione il turbocompressore lavora in una zona detta "surge" o "pompaggio" (vedere i diagrammi dei compressori) cioè il compressore non riuscendo a spingere in avanti l'aria tende ad avvitarsi su di essa aumentando esponenzialmente la forza sul cuscinetto reggispinta fino alla rottura dello stesso; inoltre il picco di pressione che viene a crearsi all'interno del collettore d'aspirazione (il cosiddetto "colpo d'ariete") può avere conseguenze deleterie per lo stesso e per il motore. La pop-off serve appunto a far uscire l'aria che non viene consumata e ridurre la pressione a valle del compressore per salvaguardare il turbocompressore ed il motore.

Principi di funzionamento:

  • a picco di pressione: l'intervento della valvola avviene al verificarsi del picco di pressione nel momento di chiusura della valvola del gas. Il valore della pressione di apertura viene regolato prima del montaggio in vettura (pop off da competizione).
  • a pressione-depressione: l'intervento della valvola, che di solito non ha regolazioni, si basa sulla differenza di pressione a monte e a valle della farfalla del gas; quando, infatti, all'atto della chiusura della valvola, cresce la pressione a monte della farfalla, si crea depressione a valle della stessa. Queste due pressioni, intervengono in maniera diversa sulla membrana della pop-off, aprendola e permettendo all'aria compressa in eccesso di fuoriuscire all'esterno o all'interno dei condotti a seconda del tipo di valvola. Le valvole pop off montate di serie su autoveicoli turbocompressi funzionano con questo principio e permettono una maggiore stabilità sulle pressioni a monte della valvola gas.

Vi sono due tipi di valvole "pop-off":

  • a ricircolo (compressor bypass valve o CBV nel gergo anglosassone): è utilizzata sulla maggior parte delle vetture di serie, poiché lo sfiato dei gas in eccesso viene convogliato nuovamente tramite un by-pass in prossimità della scatola filtro motore, diminuendo così i rumori esterni e quindi rientrando nei parametri di omologazione della vettura, inoltre, il ricircolo nel condotto consente un minore "turbo-lag" dovuto al fatto che il condotto dell'aria lavora con una minore depressione.

          Viene utilizzata principalmente nelle vetture dotate di debimetro, poiché reimmette aria che il debimetro aveva già "pesato".

  • a sfiato esterno (blow-off o BOV nel gergo anglosassone) o scarico libero: è utilizzata specialmente nelle vetture preparate, poiché di materiale diverso (quelle di serie sono di plastica, quelle aftermarket solitamente in alluminio o ergal) e talvolta sono regolabili nella taratura di pressione prima dell'apertura della valvola. A udito sono riconoscibili per l'inconfondibile sbuffo al rilascio dell'acceleratore.

 

 

 

 

-fonte wikipedia-