La terza parte della trattazione sulle tecnologie che aiuteranno il motore endotermico ad a sopravvivere per i prossimi anni, passiamo all’aiuto dato dalla sovralimentazione.
Usare la compressione dell’aria mediante compressori volumetrici o impianti Turbo, o ancora entrambi, non è solo un vezzo per avere potenza bruta, ma si tratta di usare questi sistemi per ottenere potenza intelligente. Questi sistemi consentono di abbassare di fatto le emissioni inquinanti, soprattutto gli NOx.
Divideremo l’argomento in due sezioni. Nella prima prenderemo in considerazione la compressione volumetrica. Qusesta soluzione consente ai progettisti di lavorare in modo più affidabile in condizioni di miscela magra o magrissima.
Ci sono anche nuovi motori, infatti, come il Mazda Skyactiv-X che funzionano unendo le caratteristiche sia dei propulsori a benzina che diesel. In questo caso avere la compressione dell’aria in ingresso facilità il lavoro che deve compiere la miscela aria benzina.
Uno dei produttori leader mondiali su questo tipo di sistemi è la EATON. Nel loro catalogo c’è una vasta gamma di compressori volumetrici, il più evoluto dei quali è il modello TVS2. L’acronimo sta per Twin Vortices Serie versione 2.
Si tratta di un compressore tipo Roots con quattro lobi ed altrettante porte di ingresso ed uscita del flusso aria. Il nuovo design del rotore assicura maggiore efficienza e capacita, grazie ad un attento studio dell’aerodinamica interna.
Nello specifico il nuovo disegno ricuce il gioco tra le sue parti del rotore abbassando le perdite per attrito. Maggiore efficienza significa stessa potenza con minore esborso di carburante. La vera forza del TVS2 sta nella possibilità di avere portata variabile della pressione necessaria a seconda delle necessità di utilizzo del motore endotermico.
I tecnici EATON dichirarano un miglioramento dell’efficienza fino al 16% con uno sforzo minore da parte del motore per trascinare il compressore attraverso il collegamento meccanico.
Il TVS2 nella migliora la capacità del flusso aria in condizioni critiche come la bassa velocità di oltre il 30% con conseguente miglioramento della disponibilità di coppia a basso regime e carichi parziali. Inoltre una minore inerzia per minori attriti, consente una risposta più rapida. In soldoni l’utente può contare su una migliore risposta alla pressione sull’acceleratore.
Questo compressore infatti è più leggero con dimensioni ridotte del 25% rispetto alla serie precedente, rendendolo adatto per motori di piccola cilindrata. IL TVS2 si adatta perfettamente a lavorare abbinandosi ai sistema turbo. A dire il vero non è una novità assoluta. Questa soluzione era già in uso con estrema maestria dal reparto Lancia negli anni 80 per la Delta S4 e più recentemente anche dal gruppo Volkswagen.
In questo caso l’azione congiunta delli due sistemi di sovralimentazione sono maggiormente efficienti, con maggiore margini di miglioramento per i progettisti.
L’adozione di nuove tenute permettono di avere maggiore affidabilità e maggiore controllo della pressione in condizioni di lavoro difficili. Inoltre, per sopportare pressioni più elevate rispetto allo standard di questo tipo di sistemi, vengono usati cuscinetti a sfera.
L’utilizzo di questo tipo di coscinetti permette di raggiungere un numero di giri nelle condizioni di picco anche di 30000 giri/min. Un incremento del 25% rispetto alle versioni volumetriche standard.
La progettazione del sistema TVS2 ha visto impegnati i tecnici EATON nella riduzione delle vibrazioni e della rumorosità, che per quanto sia affascinante ma rappresentano perdite di rendimento. L’utilizzo di pannelli microforati ha permesso di ridurre il rumore di ben 8dB senza influire sul livello e la qualità della pressione del flusso aria.
La EATON ha sviluppato un insieme di componenti che lavorando in simbiosi con il TVS2 In particolare la progettazione delle valvole concepite per resistere alle diverse condizioni di lavoro gravose, anche con l’uso di materiali particolarmente evoluti, con una riduzione del peso nell’ordine del 15%.
Gli stessi azionamenti delle valvole possono gestire sistemi di alzata variabile, fino alla disattivazione di un numero di cilindri per limitare i consumi. Quindi è possibile fornire non solo il compressore, ma anche l’interso sistema di alimentazione e distribuzione.
Daniele Amore