A cosa serve il rivestimento del turbocompressore di un'auto?
Il ruolo principale del turbocompressore automobilistico è quello di aumentare l'aspirazione del motore, incrementando così la potenza e la coppia erogate, in modo che il veicolo disponga di maggiore potenza. Nello specifico, il turbocompressore utilizza l'energia dei gas di scarico del motore per azionare il compressore e comprime l'aria nel condotto di aspirazione, aumentando la densità dell'aria in ingresso e consentendo al motore di bruciare più carburante, incrementando di conseguenza la potenza erogata.
Come funziona un turbocompressore
Il turbocompressore è composto principalmente da due parti: turbina e compressore. Quando il motore è in funzione, i gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scarico, spingendo la turbina a ruotare. La rotazione della turbina aziona il compressore che comprime l'aria nel tubo di aspirazione, aumentando così la pressione di aspirazione e migliorando l'efficienza della combustione e la potenza erogata.
Vantaggi e svantaggi dei turbocompressori
Vantaggi:
Aumento della potenza erogata: i turbocompressori sono in grado di aumentare l'aspirazione dell'aria, consentendo al motore di produrre più potenza e coppia a parità di cilindrata.
Miglior consumo di carburante: i motori turbocompressi bruciano meglio, con un risparmio di carburante tipico del 3%-5%, e presentano elevata affidabilità, buone caratteristiche di accoppiamento e risposta transitoria.
Adattamento all'alta quota: il turbocompressore permette al motore di mantenere un'elevata potenza anche ad alta quota, risolvendo così il problema della scarsa ossigenazione in quota.
Svantaggi:
Isteresi della turbina: a causa dell'inerzia della turbina e del cuscinetto intermedio, quando i gas di scarico aumentano improvvisamente, la velocità della turbina non aumenta immediatamente, con conseguente isteresi della potenza erogata.
L'effetto a bassa velocità non è buono: in caso di bassa velocità o traffico intenso, l'effetto del turbocompressore non è evidente, anche se migliore rispetto al motore aspirato.
I turbocompressori per autoveicoli sono realizzati con materiali diversi come giranti, cuscinetti, involucri e pale. Le giranti sono generalmente realizzate in superleghe, come Inconel, Waspaloy, ecc., per soddisfare i requisiti di alta temperatura e pressione.
I cuscinetti sono spesso realizzati in cermet e altri materiali per migliorarne la resistenza all'usura e alla corrosione.
Per quanto riguarda la parte del guscio, il guscio del compressore è perlopiù in lega di alluminio o lega di magnesio per ridurre il peso e migliorare l'efficienza, mentre il guscio della turbina è perlopiù in acciaio fuso.
La girante e l'albero sono realizzati principalmente in acciaio, in particolare la girante del compressore utilizza spesso una superlega, che possiede un'eccellente resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, robustezza e resistenza alla corrosione.
Materiali di diverse parti e le loro funzioni
Mozzo ruota: utilizzo di materiali in lega ad alta temperatura, come Inconel, Waspaloy, ecc., per soddisfare i requisiti di alta temperatura e pressione.
Cuscinetto: solitamente si utilizzano metallo, ceramica e altri materiali per migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione.
conchiglia :
Corpo del compressore: realizzato principalmente in lega di alluminio o di magnesio, per ridurre il peso e migliorare l'efficienza.
Involucro della turbina: realizzato principalmente in acciaio fuso.
Giranti e alberi: perlopiù in acciaio, soprattutto le giranti dei compressori utilizzano spesso superleghe, che offrono un'eccellente resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, robustezza e resistenza alla corrosione.
Fattori che influenzano la scelta dei materiali
La scelta dei materiali per il turbocompressore si basa principalmente sui seguenti fattori:
Alta temperatura e alta pressione: la temperatura e la pressione interne del turbocompressore sono elevate, pertanto è necessario scegliere materiali con buona resistenza alle alte temperature e alle alte pressioni.
Resistenza all'usura: le parti sollecitate devono possedere una certa resistenza all'usura per prolungarne la durata.
Proprietà meccaniche: i materiali devono possedere sufficiente resistenza e tenacità per soddisfare le esigenze di un funzionamento ad alta velocità.
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