Compressore volumetrico: cos’è e come funziona

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Il compressore volumetrico è uno dei componenti fondamentali, utilizzato al fine di ottenere una migliore resa dei motori endotermici.

Il compressore volumetrico differisce, nle suo funzionamento, dal turbocompressore a gas di scarico. Infatti, mentre la turbina è azionata dai gas di scarico del motore, il compressore volumetrico si attiva mediante un collegamento meccanico connesso al motore.

Sovralimentazione

 

Per sovralimentazione, come lo stesso termine suggerisce, si intende un’immissione forzata di combustibile e massa di aria nei cilindri, in una quantità nettamente superiore a quella consentita attraverso normale aspirazione. Questo viene fatto per ottenere un incremento di potenza con la stessa cilindrata. La sovralimentazione si può ottenere in diversi modi, ma quelli maggiormente utilizzati nell’industria motoristica sono il sistema del compressore volumetrico e quello del turbocompressore.

Sempre più spesso sulle auto moderne si ricorre alla sovralimentazione, non solo nelle vetture più costose, ma anche su quelle a costi contenuti. E’ un sistema, infatti, che consente non solo di massimizzare le prestazioni del veicolo, ma anche di accrescere l’efficienza del propulsore, riducendo la cilindrata, ciò che viene più comunemente definito come downsizing.

Uno tra i più diffusi sistemi in tal senso è il compressore a lobi, progettato da un team americano circa un secolo fa e sviluppato solo in seguito. Si tratta di un compressore molto particolare inizialmente ideato con due lobi, ma in seguito migliorato con l’aggiunta di altri lobi, al fine di consentire maggiori prestazioni ed anche una notevole silenziosità durante il funzionamento. Va evidenziato il fatto che la costruzione di tale sistema sia decisamente semplice, poiché non richiede l’utilizzo di particolari materiali, al contrario ad esempio, delle turbine. Tutto ciò che è necessario per la realizzazione di tali macchine è un’ottima realizzazione, nonché accuratezza e precisione in fase di montaggio.

Solo fino a pochi anni fa, tale tipo di sovralimentazione veniva impiegata sui motori di auto come Kompressor, di Mercedes-Benz. Mentre, è attualmente utilizzato sui motori realizzati da Audi, come, ad esempio, su veicoli come V6. La nota caratteristica di questo particolare tipo di sovralimentazione, sta nel fatto che il collegamento al propulsore sia meccanico. Questo avviene tramite una cinghia o attraverso apposite ruote dentate all’albero motore. In questo modo, si genera un incremento di potenza totalmente lineare, poiché la massa d’aria è strettamente proporzionale alla velocità di rotazione dell’albero stesso di azionamento.

 

Compressore volumetrico

 

I vantaggi del compressore volumetrico sono decisamente notevoli. Si tratta, infatti, di un sistema che consente di disporre di una spinta superiore, disponibile anche a bassi regimi. Non vi sono poi ritardi nella risposta ai comandi dell’acceleratore, come nel caso del turbo-lag. Presenta, inoltre, una ridotta difficoltà in termini tecnici per cui non si verifica alcuno stress termico e meccanico. Da tener conto, in ogni caso, di alcuni punti di svantaggio, quali le prestazioni massime che, chiaramente, non potranno essere paragonate a quelle garantite dal turbocompressore a gas di scarico. Questo per via dei limiti propriamente fisici che presenta un compressore volumetrico. La sua efficienza si riduce in caso di azionamento diretto con il motore termico, nel momento in cui aumentano i giri.

Ecco che, in relazione a tale situazione, si possono riscontrare maggiori consumi di carburante, se paragonati ai motori aspirati oppure ai turbo-compressi. Esistono, tuttavia, altre tipologie di compressori, che hanno prestazioni simili a quelle offerte da un volumetrico a lobi, che oggi si trovano impiegati su vetture, come ad esempio, il G-Lader, anche indicato come compressore a chiocciola. Questo si può trovare su auto 4 cilindri benzina come Volkswagen da 1,3 e 1,8 litri, in commercio negli ’90. Esiste anche il Comprex, vale a dire una sorta di girante cilindrica, che dispone di molti condotti interni che differiscono per diametro ed è azionata dal motore, dove da un lato entra l’aria, utile per la combustione, mentre dall’altro entrano i gas di scarico.

Compressore volumetrico funzionamento

 

Il compressore volumetrico si fonda su di un’attivazione del tutto differente rispetto ad un turbo. In questo caso, infatti, esso non è attivato dai gas di scarico, ma mediante un collegamento meccanico col motore, ciò peraltro solitamente si aziona con una cinghia o specifiche ruote dentate. Attraverso tale collegamento diretto col propulsore, si ottiene un incremento lineare di potenza, poiché la massa d’aria è connessa alla velocità di rotazione dello stesso motore. Ciò porta, conseguentemente, a non avere alcun ritardo nella risposta di azionamento come, al contrario, avviene in un turbocompressore. Se parliamo, invece, in termini di resa e prestazioni con l’aumento dei giri del motore, in questo caso siamo lontani da quelle garantite da un turbo, dati i limiti propriamente fisici in questo caso.

In linea di massima, è possibile affermare che un motore sovralimentato mediante compressore volumetrico, avrà maggiori cinsumi se paragonato ad uno con turbo, oppure aspirato. E’ questa una delle ragione per cui oggi è sempre poco utilizzato sui veicoli di nuova generazione, nei quali è di fondamentale importanza prestare attenzione alla riduzione dei consumi. Non a caso, fino a tempi recen ti si montava il volumetrico solo su auto di una certa portata con motori quali quelli indicati come Kompressor, di Mercedes-Benz, come già sottolineato.

Il turbocompressore, come già sottolineato, si aziona mediante i gas di scarico del motore. E’ un sistema che oggi è molto utilizzato al fine di raggiungere la sovralimentazione. In questo sistema, vi è una turbina che si aziona attraverso una girante, legata ad un albero di trasmissione che, pensate, gira a circa 180.000 giri al minuto. Il compito del compressore, azionato dalla turbina, è quello di comprime l’aria e farla passare attraverso il collettore di aspirazione. In questo modo viene garantita ai cilindri una maggiore massa d’aria, se paragonata ad una normale aspirazione.

Si tratta di un sistema particolarmente attento e preciso che impiega l’energia che resta dai gas di scarico, per mettere in moto la turbina e il compressore, consentendo al motore di disporre di un’aumento di potenza. Ecco perché sempre più costruttori oggi ricorrono a tale sistema. Restano alcuni nei da tenere in considerazione, quali il ritardo di risposta azionando l’acceleratore, come già indicato in precedenza, o come viene più precisamente definito, il turbo-lag. Si possono in ogni caso montare diversi tipi di turbocompressore, quale, ad esempio, quello in cui le palette della girante motrice, possono aprirsi o chiudersi, in modo da garantire una maggiore velocità, oppure gestire la portata in risposta al numero di giri.

Ultima modifica: 29 dicembre 2017