Turbocompressiori a geometria variabile per ciclo diesel

Discussione in 'Meccanica' iniziata da Ubriacone, 7 Dicembre 2011.

  1. Ubriacone

    Ubriacone

    10.872
    1.928
    16 Dicembre 2009
    Reputazione:
    114.774.402
    Un trattore, un kart.
    Prendo spunto da una conversazione tra me e (marzo) per quanto concerne gli impianti di sovralimentazione tramite turbocompressore con geometria variabile.

    L'oggetto del contendere era la mia (erroneamente) supposizione della presenza della valvola wastegate:

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    Nel caso in cui l'acceleratore fosse sempre tenuto premuto, la velocità della turbina aumenterebbe portando, di conseguenza, ad un aumento della pressione di sovralimentazione che, oltre certi livelli, potrebbe mettere a repentaglio l'integrità di alcuni componenti del motore. Per controllare il proseguire di questo circolo vizioso viene appunto utilizzata una valvola denominata wastegate, che si apre oltre una certa pressione permettendo, ad una parte dei gas di scarico, di by-passare la turbina e defluire verso l'esterno. Questo comporta una diminuzione della velocità di rotazione della girante e, quindi, una diminuzione della sovralimentazione. Esiste anche un bloccaggio di questa valvola. Nelle forti accelerazioni si inserisce l'"overboost". Questa funzione blocca la wastegate per pochi secondi in maniera che il motore possa avere tutta l'aria pompata dalla turbina. Nel passato, questo, veniva regolato da un timer, adesso è tutto regolato dalla ECU.
    L'azione di tale valvola, posizionata nel collettore di scarico, si basa sulla differenza di pressione che la fa aprire. Tale differenza è generata dal quantitativo di gas di scarico che arrivano alla turbina e che mettono in movimento il turbocompressore. L'azione della wastegate serve ad evitare che il sistema di sovralimentazione venga sollecitato eccessivamente, mantenendo la pressione di scarico entro un limite massimo. Superato il limite di pericolo, la pressione interna vince la resistenza della molla della valvola, e ne provoca l'apertura. In questo modo parte dei gas di scarico defluiscono verso l'esterno e by-passano la turbina, la quale decelera insieme al compressore, evitando un'eccessiva pressione di sovralimentazione.
    Nelle automobili di nuova concezione la wastegate è invece controllata dalla ECU, ovvero la centralina elettronica.


    Invece, nel caso di turbine con geometria variabile, il principio di funzionamento è differente:


    [​IMG]



    Concettualmente identico al turbocompressore, la differenza più grande da questo è insita nella girante motrice o di scarico. Essa infatti è circondata da palette mobili il cui movimento, controllato dalla centralina elettronica, determina la variazione dell'angolo d'incidenza dei gas di scarico con le palette della girante motrice stessa. In funzione del regime di rotazione, queste vengono chiuse o aperte per favorire la velocità o la portata a seconda dei regimi stessi. Ciò porta ad una maggiore flessibilità e adattabilità di comportamento rispetto al "Turbo" a chiocciola fissa: una turbina a geometria variabile consente di ottenere la stessa bassa inerzia di una turbina di piccole dimensioni e la portata d'aria (quindi potenza) di una turbina di maggiori dimensioni. Il campo di applicazione più vasto è quello dei TurboDiesel ad alta pressione di iniezione come Common Rail e iniettore pompa.


    Inoltre, ecco un paio di video molto interessanti:


    [video=youtube;Gc2awh0O0Bc]http://www.youtube.com/watch?v=Gc2awh0O0Bc&feature=related[/video]


    [video=youtube;KgVrpiFfp8U]http://www.youtube.com/watch?v=KgVrpiFfp8U&NR=1[/video]


    Da tutto questo appare evindente quindi che nel caso di turbina a geometria variabile non vi è la presenza della wastegate (che è invece presente nei turbo a geometria fissa).

     
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  2. (marzo)

    (marzo) Presidente Onorario BMW

    20.852
    4.194
    20 Marzo 2010
    Reputazione:
    1.763.613.961
    bmw E87 ex bmw E46
    reppation... [​IMG]
     
    Ultima modifica di un moderatore: 7 Dicembre 2011
  3. giacomo

    giacomo Presidente Onorario BMW

    13.866
    959
    4 Marzo 2004
    Reputazione:
    101.339.789
    Renault Clio
    inappuntabile, saluti
     

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