Il tema della turbocompressione dei motori diesel è considerato uno dei più interessanti da studiare. In questo ambito spicca lo sviluppo e l'applicazione di motori biturbo.
I motori a combustione interna e le unità di potenza diesel sono azionati dall'energia rilasciata quando la miscela aria/carburante viene bruciata. Se il pompaggio del carburante può essere effettuato esclusivamente da una pompa del carburante, esistono diversi metodi di aspirazione dell'aria. I motori aspirati, caratterizzati dalla semplicità del dispositivo, ricevono aria dall'ambiente sotto l'influenza di un vuoto naturale, che si forma nel carburatore. Presentano però un notevole inconveniente, espresso in bassa potenza, che viene completamente eliminato nei motori turbo e biturbo.
A proposito del turbocompressore
Il principio dell'iniezione d'aria forzata nella camera di combustione di un motore diesel era noto alla fine del XIX secolo, ma Alfred Büchi ricevette un brevetto per un turbocompressore solo nel 1911. L'invenzione del turbocompressore fu uno dei risultati della ricerca sui metodi per aumentare la potenza di un motore diesel, di cui il principio dell'iniezione forzata della camera di combustione con aria precompressa era considerato il più promettente. L'aria in eccesso nella camera di combustione ha permesso di bruciare fino al 99% della miscela di carburante, il che ha fornito al motore turbocompresso una maggiore potenza senza compromessi tangibili in termini di efficienza.
Come funziona un compressore
Il principio di funzionamento di un turbocompressore si basa sull'uso dell'energia dai gas di scarico. Il gas ad alta pressione dal collettore di scarico passa attraverso la turbina, facendola ruotare. L'albero della turbina è direttamente collegato al rotore del compressore centrifugo, che prepara l'aria per il collettore di aspirazione. Le prestazioni del turbocompressore sono direttamente correlate alla potenza attuale del motore.
Motore biturbo
Nella moderna industria automobilistica, viene prestata sempre più attenzione alle caratteristiche dinamiche dei veicoli. A volte anche i vantaggi dei motori turbocompressi rispetto a quelli atmosferici non sono così pronunciati. Il fatto è che la necessità della presenza di ossigeno nella camera di combustione non ha una relazione lineare con l'aumento della coppia. In parole povere, esiste una certa soglia di potenza oltre la quale le prestazioni del turbocompressore non sono sufficienti per sfruttare appieno le potenzialità di un motore diesel.
Questo svantaggio è stato completamente eliminato con l'avvento del motore con doppio turbocompressore. Quando il motore supera la soglia di capacità del compressore, viene attivato un secondo turbocompressore. Ha prestazioni più elevate, che, a loro volta, sono troppo elevate per consentire al propulsore di funzionare ai bassi regimi. Il design del motore bi-turbo consente un aumento della potenza bruciando più carburante invece di espandere il volume dell'area di lavoro del cilindro.
