Quest’oggi si conclude la nostra escursione nel mondo della sovralimentazione andando a parlare delle soluzioni “esotiche” di questa pratica.
SOVRALIMENTAZIONE AD ONDE DI PRESSIONE – IL COMPREX
Una soluzione particolare, che ha avuto un certo periodo di interesse da parte dei motoristi, ma che poco impiego ha avuto in pratica è basata su un particolare dispositivo chiamato Comprex, inventato dalla Brown Boveri negli anni Ottanta.
Il principio alla base del Comprex consiste nel volere sfruttare in maniera diretta l’energia residua dei gas di scarico per “forzare” i gas freschi in fase di aspirazione, e la modalità con la quale questa azione viene svolta consiste nell’impiego di un condotto cilindrico all’interno del quale sono ricavati dei condotti lungo tutta la profondità dello stesso e, mediante opportune deviazioni dei condotti di aspirazione e scarico, si rende possibile lo sfruttamento di questo effetto.
Poiché un’immagine è più esplicativa di mille parole, vediamo come è fatto il Comprex e come funziona:
Comprex
Installazione del Comprex e suo funzionamento
Nella prima immagine è visibile la forma della girante che costituisce il Comprex, in particolare sono ben visibili i canali ricavati all’interno del dispositivo stesso, mentre nella seconda immagine si vede l’installazione ed il funzionamento del Comprex all’interno del motore.
Il Comprex ruota solidale all’albero motore, con un rapporto ben definito tra la sua velocità di rotazione e quella del motore stesso, e tale rotazione mette in comunicazione una parte dei settori del Comprex con l’aspirazione e con lo scarico.
I gas freschi entrano come visibile in figura nella sezione più in basso (colorati in blu) e, grazie alla rotazione del Comprex vengono “traslati” verso la sezione del condotto di aspirazione vero e proprio.
Contemporaneamente i gas di scarico seguono un percorso analogo, ritrovandosi durante la loro traslazione ad entrare in contatto nelle stesse sezioni dei condotti del Comprex con i gas freschi.
Poiché tra i due gas vige una forte differenza di pressione, i gas combusti “cedono” una parte della loro energia ai gas freschi prima che entrambi vengano traslati verso le rispettive sezioni di aspirazione e scarico.
In questo modo i gas freschi vengono “spinti” per via di questo fenomeno d’onda che si viene a creare verso l’aspirazione con un considerevole incremento di pressione.
Tale sistema per certi versi risulta essere uno dei più semplici, ma i limiti che lo hanno sempre contraddistinto sono legati alla contaminazione dei gas freschi ad opera dei gas combusti (è inevitabile un minimo di miscelamento) ed al riscaldamento della carica fresca che richiede un sistema di refrigerazione (intercooler) per evitare effetti negativi sul coefficiente di riempimento del motore.
Applicazioni in campo automobilistico sono state piuttosto scarse, e si ricorda l’impiego fugace ad opera della Ferrari 126cx.
IL TURBOCOMPOUND
Tra i metodi particolari di impiego delle turbine nei motori si deve evidenziare la soluzione Turbocompound, la quale consiste nell’installazione di una turbina che recupera energia dai gas combusti e la cede all’albero motore attraverso un collegamento meccanico con esso.
Tale soluzione, utilizzata soprattutto in passato nel settore aeronautico, consente mediante una turbina dotata di geometria apposita (tale da generare un minore effetto di contropressione allo scarico del motore) di ridurre il consumo specifico di carburante a parità di potenza erogata in quanto opera un recupero di energia altrimenti perduta, restituendola all’albero motore.
L’immagine soprastante illustra in maniera molto semplice lo schema di funzionamento di tale soluzione, mentre un esempio di turbocompound applicato in serie ad il turbocompressore è illustrato nella seguente immagine
SOLUZIONI COMPOSITE VOLUMETRICO-TURBOCOMPRESSE
Pur non trattandosi di soluzioni particolarmente innovative in se stesse, in quanto vengono utilizzati dispositivi già impiegati singolarmente, l’idea alla base delle soluzioni composite era quella di sfruttare i benefici di entrambe minimizzandone gli svantaggi proprio in virtù del loro utilizzo combinato.
Come già esposto in un post precedente, il compressore volumetrico presenta il vantaggio della grande prontezza di risposta sin dai bassi regimi in virtù del collegamento diretto tra motore e sovralimentatore.
Soluzioni adottate soprattutto in ambito sportivo prevedevano il bypass del volumetrico superato un certo regime di rotazione del motore, ovvero quando il turbocompressore (di cui abbiamo parlato nel precedente post) si trovava nelle condizioni ottimali di funzionamento.
Tra le varie implementazioni si ricorda con piacere la mitica Lancia Delta S4, la cui breve storia è stata legata all’ormai defunto Gruppo B del Mondiale Rally e purtroppo funestata dalla morte della coppia Toivonen – Cresto.
Anche per questo lunedì è tutto… rinnovo l’appuntamento alla prossima settimana sempre su AppuntiDigitali, sempre con la rubrica Energia e Futuro.
