Il compressore volumetrico, il turbo concorrente

Il compressore a lobi applicato al V6 TFSI Audi

Non solo turbo:  anche il compressore volumetrico viene utilizzato per ottenere maggiori performance dai motori endotermici.

A differenza del turbocompressore a gas di scarico, il principio di funzionamento è nettamente differente: mentre la turbina è mossa dai gas di scarico del motore, il volumetrico viene azionato attraverso un collegamento meccanico al motore.

Il più diffuso è il compressore a lobi;  inventato dagli statunitensi fratelli Roots quasi un secolo fa, è stato successivamente sviluppato dalla Eaton. Questo particolare compressore, nato a due lobi, fu successivamente migliorato con la realizzazione a tre e poi a quattro lobi, permettendo prestazioni superiori ed una maggiore silenziosità di funzionamento. Da notare che la costruzione di questa macchina è relativamente semplice, dato che non sono richiesti materiali sofisticati (a differenza delle turbine)  ma esclusivamente, e questo è fondamentale, una eccellente realizzazione e precisione di montaggio con giochi ridotti. Fino a qualche anno fa questo tipo di sovralimentazione è stata largamente utilizzata sui motori Kompressor della Mercedes-Benz  ed è tuttora impiegato  sul V6 3 litri TFSI di Audi.

Il compressore a lobi Eaton

Il compressore a lobi Eaton

La peculiarità di questo tipo di sovralimentazione è proprio il collegamento meccanico al propulsore, che avviene tramite una cinghia o apposite ruote dentate all’albero motore: proprio grazie a questa caratteristica, l’aumento di potenza è assolutamente lineare, in quanto la portata d’aria è proporzionale alla velocità di rotazione dell’albero di azionamento.

I vantaggi di questo sistema sono intuibili. La spinta superiore è disponibile fin dai regimi più bassi, sono assenti i ritardi di risposta (turbo-lag) ai comandi dell’acceleratore, e vista la minore complessità tecnica è soggetto a minore stress termico e meccanico. Gli svantaggi invece sono le prestazioni massime, che non sono comparabili a quelle fornite dal turbocompressore a gas di scarico, dovuto ai limiti fisici del volumetrico: l’efficienza di questo sistema peggiora con l’azionamento diretto con il motore termico al salire del numero di giri. Proprio per quanto descritto,  i consumi di carburante risultano essere superiori rispetto a motori aspirati o turbo-compressi dalle performance comparabili.

Altri tipi di compressori, comparabili al volumetrico a lobi ed applicati alle automobili sono il G-Lader (altrimenti definito “a chiocciola”) utilizzato sui 4 cilindri benzina Volkswagen di 1,3 e 1,8 litri  degli anni ’90 ed il Comprex, che consiste in una girante cilindrica con svariati condotti interni dritti di diverso diametro, azionata direttamente dal motore, in cui da un lato entra l’aria utilizzata poi per la combustione e dall’altro i gas di scarico.

G_Lader_1

Il compressore G-Lader

Il Comprex

Il Comprex

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