Il turbocompressore, spesso abbreviato in turbo, è un organo meccanico il cui scopo è quello di sovralimentare un motore endotermico.

Talora noto come turbo-gruppo, per l'integrazione tra una turbina centripeta (il lato "caldo" o lato di scarico del turbo-compressore, a causa del fatto che riceve i gas di scarico ad alta temperatura) ed un compressore centrifugo (il lato "freddo" o lato di aspirazione, nel quale viene risucchiata l'aria da comprimere), esso costituisce il metodo più diffuso per incrementare l'alimentazione dei motori endotermici, in particolare quelli di autotrazione.

Il turbocompressore è installato sul motore montando il lato caldo sui collettori di scarico (che per concentrare il flusso possono essere, ad esempio, del tipo 4 in 1) e, a seconda della posizione del condotto dell'aria che parte dalla sezione d'uscita del compressore rispetto all'organo di miscelazione del combustibile col comburente (carburatore o iniettore), il turbogruppo viene denominato turbocompressore (se la compressione dell'aria avviene prima di venir miscelata col combustibile) oppure turboaspirato (se la compressione dell'aria avviene dopo la miscelazione).
Il primo tipo, il turbocompressore, è il più comune ed è utilizzato nei motori con sistemi ad iniezione e nella maggior parte di quelli con carburatori, ed il vantaggio è di limitare le dispersioni di carburante lungo le pareti dell'impianto d'alimentazione. In alcuni casi, come sulla Renault 5 Alpine Turbo, il sistema è un turboaspirato a carburatori, questo per far lavorare il carburatore in condizioni di depressione, come su un motore aspirato, un fatto che facilita enormemente la messa a punto del motore.
Si ricordi che, quando vengono usati dei carburatori assieme a un sistema turbocompressore, questi vengono detti carburatori aspirati o carburatori soffiati, a seconda che siano posti, rispettivamente, a monte od a valle del compressore.

Questa turbomacchina è composta da due parti collegate tra loro:

  • compressore (lato freddo);
  • turbina (lato caldo).

Questi due elementi sono caratterizzati, ciascuno, da una girante dedicata, o impeller, che può ruotare ad alta velocità all'interno di un suo alloggiamento a forma di chiocciola. Perciò, nel turbocompressore, vi saranno una girante di aspirazione ed una di scarico che sono collegate tra di loro e rese solidali tramite un alberino metallico, e che sono poste, rispettivamente, all'interno della chiocciola di aspirazione ed in quella di scarico, e tali giranti ruoteranno, all'interno dei loro alloggiamenti, alla stessa velocità angolare. La girante della turbina, posta all'interno della sua chiocciola di scarico in ghisa, viene messa in rotazione dall'azione dei gas di scarico, quando questi ultimi hanno valori sufficientemente elevati di salto entalpico (cioè di energia ceduta dalla corrente dei gas di scarico alla girante della turbina) ed energia cinetica. Dunque, la turbina raccoglie l'energia (sotto la forma di energia cinetica e di entalpia) dei gas di scarico e la trasforma in energia meccanica utile a mettere in rotazione il compressore. Perciò, la rotazione della girante di scarico provoca, conseguentemente, la rotazione della girante del compressore (generalmente, quest'ultima è costruita in lega leggera di magnesio), dato che sono collegate tra di loro, lungo il loro asse di rotazione, mediante un piccolo alberino metallico. La girante del compressore, all'interno della sua struttura a chiocciola (quest'ultima costruita in lega di titanio o alluminio), è trascinato in rotazione dalla turbina, comprime l'aria e la immette, quindi, nel collettore d'aspirazione, fornendo ai cilindri del motore un volume d'aria maggiore di quanto ne potrebbero aspirare nell'unità di tempo se tale motore fosse semplicemente un aspirato. Quindi, il turbocompressore è un complesso altamente efficiente, in quanto utilizza l'energia residua (che altrimenti andrebbe dispersa) dei gas di scarico per azionare la turbina e, di conseguenza, il compressore.

In questo modo è possibile immettere nella camera di scoppio un maggior quantitativo di miscela aria/benzina o aria/gasolio, assicurando così maggiori prestazioni in termini di potenza e di capacità di accelerazione. Tuttavia, proprio in virtù di tale potenza, anche i gas di scarico sono costretti ad uscire più velocemente, così anche il turbocompressore ruoterà più rapidamente conferendo una sempre maggiore potenza al propulsore. Le giranti dei moderni turbocompressori possono arrivare a superare i 180.000 giri al minuto. Il turbocompressore funziona particolarmente bene agli alti regimi di rotazione del motore a scoppio, mentre fino ai 2000-3000 giri al minuto rappresenta quasi sempre uno svantaggio per il motore, per via dell'inerzia della girante di scarico che rallenta l'uscita dei gas di scarico (in quanto la girante della turbina, quando è ferma o gira a velocità di rotazione molto ridotte, rappresenta un ostacolo per il movimento del flusso dei gas di scarico, andando ad aumentare la cosiddetta contropressione allo scarico ), ma questo problema è valido soprattutto per sistemi turbo proporzionalmente grandi, mentre non si verifica con sistemi più piccoli, i quali però hanno meno capacità sovralimentante. Nei motori ad alte prestazioni c'è, quindi, la tendenza a installare più turbocompressori di ridotte dimensioni anziché uno solo, in modo da avere un ridotto ritardo di risposta alla pressione dell'acceleratore (cioè un basso turbolag) associato a notevoli portate d'aria di alimentazione ad alto regime.

 

 

 

-fonte wikipedia-