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| Raffreddamento ad acqua del corpo centrale |
| Raffreddamento ad acqua del corpo centrale del turbo |
| Il raffreddamento ad acqua dei corpi centrali turbo è stato introdotto ormai tanti anni fa ed in modo diffuso sui turbo per autovettura verso la metà degli anni ‘80. La Fiat Croma 2 litri prima serie montava un turbo Garrett T3 con raffreddamento della zona bronzine ad olio mentre la più sontuosa Lancia Thema fu equipaggiata con un turbo, sempre Garrett T3, ma con corpo raffreddato sia ad olio che ad acqua. Entrambe le applicazioni erano a benzina e pertanto il turbocompressore lavorava a fronte di temperature dei gas di scarico particolarmente elevate (oltre 900°). Per tal motivo se la vettura non veniva usata in modo adeguato si poteva incorrere nella rottura del turbocompressore a causa di eccessivo logorio delle bronzine radiali. Per utilizzo adeguato s’intende l’effettuazione corretta sia dell’avviamento che dello spegnimento motore, operazioni ritenute di non particolare importanza per i motori aspirati mentre fondamentali per la lunga vita del turbocompressore. La criticità all’avviamento è dovuta al fatto che il turbo viene lubrificato con olio motore ed essendo un componente esterno l’olio richiede un certo tempo per giungere in zona bronzine. Nel caso di avviamento a freddo, in presenza di temperature molto basse, l’olio è particolarmente denso ed il tempo di trasferimento è ovviamente superiore al normale. Nel caso di avviamento a caldo l’olio è molto fluido e se le sue condizioni non sono conformi a quanto prescritto dal costruttore si rischia il raschiamento fra gli organi rotanti con conseguente elevata usura. Nel momento dello spegnimento motore gli organi rotanti, incluso la pompa dell’olio e la pompa dell’acqua, si fermano ma la grande differenza fra i due circuiti sta nel fatto che mentre l’olio si ferma insieme alla pompa, l’acqua continua a circolare per l’effetto “termosifone” generato dal semplice concetto che “il caldo va verso l’alto” (concetto legato al peso specifico della molecola ed alla sua dilatazione termica) e pertanto l’acqua calda salirà verso le parti alte del motore per poi raffreddarsi e ricircolare verso il basso. Quest’effetto si è reso particolarmente utile nel caso dei motori a benzina turbo ove il rischio di bruciatura (cokerizzazione) dell’olio all’interno del corpo centrale del turbo nella zona bronzine radiali ed assiali, a seguito di repentino spegnimento motore, è molto elevato. Nei motori turbo tradizionali la massa termica è notevole infatti il collettore di scarico (spesso di ghisa), il carter turbina (anch’esso di ghisa o leghe acciaiose) ed il primo tratto dell’uscita gas immagazzinano energia termica durante il funzionamento per poi rilasciarla durante la fase di raffreddamento del motore a seguito dello spegnimento. 1/2 In questa fase di raffreddamento, per il fenomeno dell’induzione e dell’irraggiamento, la temperatura immagazzinata dai componenti citati viene velocemente trasferita nell’ambiente ma soprattutto verso gli organi collegati e nello specifico verso il corpo centrale del turbo ove vengono ospitati gli organi in rotazione. La “botta di calore” investe con discreta velocità la zona bronzine cokerizzando l’olio e creando quindi delle micro particelle solide. Nella fase del successivo avviamento i gas portano il rotore in movimento facendo raschiare le particelle a contatto con le superfici dell’alberino e delle bronzine sino all’arrivo dell’olio (da tener presente che al minimo giri motore il turbo ruota ad oltre 5.000 giri). Dopo vari spegnimenti ed avviamenti il logorio delle parti risulta ovviamente elevato con conseguente perdita dell’equilibratura. Per limitare al massimo questi danni si è pensato d’inserire il corpo centrale del turbo nel sistema di raffreddamento motore ovvero collegarlo tramite tubazioni esterne ai condotti dell’acqua. In questo caso anche a seguito di un repentino spegnimento motore la circolazione dell’acqua garantirà una discreta asportazione della temperatura limitando, per quanto possibile, la bruciatura dell’olio. E’ importante sapere che durante il normale funzionamento motore il raffreddamento delle bronzine turbo è garantito dal flusso normale e continuo dell’olio e non tanto dal passaggio dell’acqua che invece verrà ulteriormente scaldata inficiando parzialmente l’efficienza del raffreddamento motore. Tenendo questo in considerazione, nel caso di applicazioni sportive o fuoristradistiche, è assai più importante aggiungere un radiatore dell’olio che collegare il circuito del passaggio acqua nel turbo. Nei normali motori Turbo Diesel di passate generazioni il raffreddamento ad acqua è nella maggior parte dei casi non utilizzato e comunque di scarsa necessità visto che le temperature in gioco sono assai inferiori rispetto ai motori a benzina (100° / 150° in meno). Nei motori Turbo Diesel di ultima generazione con turbine a geometria variabile operanti a pressioni di sovralimentazione assai elevate (ben sopra il Bar relativo) e con sistemi di trattamento post combustione dei gas il raffreddamento ad acqua del turbo si è reso sempre più necessario e quindi diffuso. Nelle vetture sportive o da competizione e nel settore del fuoristrada si possono utilizzare turbocompressori senza raffreddamento ad acqua o senza collegare quest’ultimo al fine di migliorare l’efficienza del raffreddamento motore (ovviamente messa a dura prova dal tipo di utilizzo) ma tenendo presente che prima di ogni spegnimento sarà necessario consentire al motore di ridurre le temperature in gioco. Tale pratica dovrebbe esser sempre eseguita così da allungare la vita del proprio motore ma bisogna effettuarla secondo certe regole. Si sente spesso dire di far girare il motore al minimo per 3 o 4 minuti ma tale operazione non risulta comunque esser corretta infatti pur consentendo una veloce riduzione della temperatura degli organi di scarico porterà ad una maggior usura dei componenti rotanti dovuta al fatto che l’olio è molto caldo e quindi molto fluido ed a causa dei ridotti giri motore la pressione è ridottissima (spesso sotto il bar). Da tener presente che tale pratica, unitamente a quella dell’avviamento motore con successivo periodo di riscaldamento ai minimi giri motore, porta ad un’eccessiva usura delle canne cilindri. Il modo corretto è di ridurre il carico motore almeno 2 o 3 minuti prima dello spegnimento senza però portarsi al minimo così da avere movimento della vettura e quindi aerazione sotto cofano, poco carico motore e quindi basse temperature, discreto numero di giri motore e quindi pressione dell’olio. Stessa cosa per l’avviamento a freddo. Saito s.r.l. Stefano Gallo Proprietà : Saito s.r.l.. Scritto da : PSGP Data stesura : 13 Luglio 2011 2/2 Ai sensi di legge non è consentita la riproduzione integrale o solo parziale del presente articolo se non a seguito di autorizzazione scritta da parte della Saito s.r.lTE OVVERO € 900,00+ IVA. |
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