Perché tutto questo interesse per i cuscinetti ?

In questi ultimi tempi spesso mi è stato chiesto di fornire turbocompressori equipaggiati con cuscinetti radiali invece che sulle classiche bronzine flottanti.
Mi sono chiesto perché tutto questo interesse per i cuscinetti visto che le mie personali ormai ventennali esperienze nel settore della fornitura per il primo impianto non mi hanno mai portato a pensare a questa tecnologia quale reale soluzione tecnica finalizzata all’incremento delle prestazioni del turbo ma soprattutto della vettura.
Mi sono chiesto anche se la richiesta mi stesse giungendo da persone realmente convinte o solo da persone che non essendo specialiste del settore ma solo utilizzatrici di turbo si fossero affidate a quanto citato su riviste che spesso si propongono come tecniche.
Alla fine ho capito che questa è la realtà così, come mi era accaduto in passato per le famose valvole pop off.
Circa i turbo su cuscinetti volventi, sono arrivato a sentire un ragazzo che asseriva di aver utilizzato questo sistema riscontrando un anticipo della coppia massima di ben 500 giri motore rispetto al turbo tradizionale.
Per le valvole pop off ne ho sentite di tutti i colori sino a giungere alla conclusione che i personaggi come Wanna Marchi ed il mago Do Nascimento esistono ovunque e non solo nel mondo della preveggenza.
Purtroppo il mondo del tuning, così come tutti gli altri mondi, è spesso rovinato o disturbato da chi si inserisce cercando di trarre profitto economico.
Per prima cosa bisogna capire esattamente cosa vuol dire utilizzare cuscinetti volventi e cosa vuol dire utilizzare bronzine flottanti e soprattutto quali sono le reali condizioni di utilizzo di entrambi.
La tecnica in fin dei conti non ha reali segreti ed è assai semplice e comprensibile.
Entrambi i sistemi servono a tenere in sospensione e rotazione un alberino rispetto ad un supporto fisso.
Il supporto fisso è la carcassa esterna del turbo nel cui interno sono contenuti tutti gli organi necessari per il sostentamento di una girante turbina da una parte ed una girante compressore dall’altra.
La turbina riceve energia dai gas di scarico mentre il compressore serve per inviare nella camera di combustione del motore una maggior portata d’aria che unita ad una maggior quantità di benzina consente un aumento della potenza motore.
La girante turbina quindi cede energia alla girante compressore e ciò avviene grazie al fatto che entrambi sono solidali fra loro in quanto collegate per mezzo di un alberino. La girante turbina è saldata direttamente su quest’ultimo mentre  la girante compressore è calettata sull’altra estremità dell’albero ed è fissata per compressione tramite un dado.
La velocità rotorica dell’alberino varia a seconda delle dimensioni delle giranti e possiamo asserire che oscilla fra i 120.000 ed i 215.000 giri minuto. Velocità pazzesche che non consentirebbero all’albero di ruotare all’interno del corpo centrale solo in presenza di lubrificazione.
Per consentire quindi al sistema di funzionare bisogna interporre fra l’albero ed il corpo centrale qualcosa che possa rotolare riducendo la velocità rotorica fra le parti.
Il primo sistema studiato è stato quello di inserire una bronzine flottante ovvero un anello non solidale ne con l’albero ne con il copro centrale.
In questo caso la velocità rotorica fra corpo centrale ed anello sarà metà di quella dell’albero così come la velocità rotorica fra l’albero ed anello sarà uguale alla restante metà.
Per poter tenere in sospensione la bronzina sarà necessario creare fra questa ed il corpo centrale e fra questa e l’alberino un film d’olio ed è questo il motivo per il quale viene definita flottante.
Quando il sistema è in esercizio la forza frenante o l’attrito sarà quindi dovuta solo alla viscosità dell’olio. Considerando le velocità in gioco basterà una frazione di secondo di carenza di lubrificazione far grippare le bronzine.
Il secondo sistema sviluppato nella seconda metà degli anni ’90 è stato quello con cuscinetti volventi. In questo caso il cuscinetto viene inserito nel corpo centrale mentre l’alberino si alloggia al suo interno in modo non solidale infatti fra albero ed anello interno del cuscinetto dovrà esser presente un film d’olio poiché un cuscinetto non può rotare a 215.000 giri minuto.
In questo caso la forza frenante sarà da attribuire all’attrito volvente del rullo in contatto con l’anello esterno del cuscinetto, dell’attrito volvente fra il rullo e l’anello interno del cuscinetto ed infine alla viscosità dell’olio interposto fra alberino ed anello interno del cuscinetto.
La differenza fra le forze frenanti di un sistema nei confronti dell’altro quando il turbo è in esercizio con olio in temperatura  è minima per non dire nulla.
Se così è allora perché questo sistema è stato sviluppato? Per prima cosa la ricerca di nuovi sistemi non si ferma mai infatti oggi sono allo studio cuscinetti ad aria e chissà cos’altro verrà studiato ancora nel futuro e poi una volta sviluppato questo sistema ha dimostrato di non consentire reali miglioramenti in termini di prestazioni ma di garantire una maggiore resistenza in caso di carenza di lubrificazione.
Per esempio all’inizio degli anni ’90 la Maserati adottò turbine su cuscinetti per il motore della Barchetta infatti questa vettura era destinata a gare in pista e poiché il motore era del tipo con carter olio a secco vi era la possibilità che l’elevata forza centrifuga generatasi nelle curve non consentisse omogeneità di lubrificazione. In quelle frazioni di secondo il turbo su cuscinetti avrebbe resistito maggiormente.
Una seconda applicazione tutta italiana fu messa a punto dalla Fiat con il costruttore di turbo giapponese IHI su alcuni motori 2.4 litri turbo Diesel ma non ebbe successo e nessuno si accorse in termini prestazionali della differenza.
Il sistema bronzine flottanti è invece molto diffuso poiché consente una maggiore affidabilità nel tempo se viene garantita una corretta lubrificazione ed inoltre è più economico e resistente nel caso di eccessivo squilibrio dell’alberino.
Nel tuning più che aumentare le sollecitazioni radiali sono le spinte assiali dell’alberino a diventare elevatissime perché elevatissima è la depressione che si genera in aspirazione e la contro-pressione di scarico ed è quindi molto più importante utilizzare sistemi atti a sopportarle in modo adeguato ma purtroppo nessuno parla di questo se non pochi elaboratori di turbo Garrett che installano all’interno ralle reggispinta (erroneamente dette cuscinetti assiali) del tipo chiuso a 360°. (Vedere argomento RALLA REGGISPINTA)

Proprietà : Saito s.r.l..
Scritto da : PSGP
Data stesura : 3 Maggio 2006

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