Il turbocompressore recupera energia che altrimenti uscirebbe dallo scarico e la usa per spingere più aria nei cilindri. Più aria significa più gasolio o benzina bruciati a parità di cilindrata: più coppia e potenza da motori più piccoli. Il prezzo è un componente che lavora in condizioni estreme: i turbo delle autovetture superano facilmente i 200.000 giri al minuto, con gas in ingresso oltre gli 800 °C nei diesel e anche sopra i 950 °C nei benzina.
Le tre parti del turbo
- Lato turbina. I gas di scarico entrano nella chiocciola turbina e fanno girare la girante turbina, saldata all’albero. È la parte che lavora più calda.
- Lato compressore. All’altra estremità dell’albero c’è la girante del compressore, in lega leggera, che aspira aria dal filtro e la comprime verso l’intercooler e il collettore di aspirazione.
- Gruppo centrale (CHRA). Il corpo che sostiene l’albero, con cuscinetti, tenute e passaggi dell’olio; su molti turbo, soprattutto benzina, anche una camicia per il liquido di raffreddamento. Albero, giranti e cuscinetti montati nel corpo centrale formano il coreassy.
Cuscinetti e lubrificazione: tutto passa dall’olio
Nella maggior parte dei turbo l’albero gira su bronzine flottanti: boccole che ruotano su un doppio velo d’olio, all’interno e all’esterno. Le spinte assiali le assorbe un cuscinetto reggispinta, anch’esso lubrificato. Alcuni turbo usano cuscinetti a sfere, ma il principio non cambia: senza un velo d’olio continuo e pulito, il turbo si distrugge in pochi secondi.
L’olio arriva dal circuito del motore attraverso il tubo di mandata, lubrifica, porta via calore e torna alla coppa per gravità attraverso il tubo di drenaggio. Per questo un drenaggio piegato, ostruito o in salita causa problemi quanto una mandata insufficiente.
Le tenute dell’albero non sono guarnizioni a tenuta stagna ma segmenti, simili a quelli dei pistoni: funzionano grazie alla differenza di pressione tra il gruppo centrale e le chiocciole. Se quella differenza si inverte, l’olio passa anche con un turbo sano. È la ragione per cui molti “turbo che perdono olio” non sono guasti: lo vediamo più avanti.
Come si regola la pressione di sovralimentazione
Un turbo che girasse libero darebbe poca spinta ai bassi regimi e troppa agli alti. Serve un modo per controllare quanta energia dei gas arriva alla turbina. I sistemi principali sono due.
Valvola waste-gate
Una valvola che, raggiunta la pressione voluta, devia parte dei gas di scarico attorno alla turbina. È comandata da un attuatore pneumatico, in pressione o in depressione, o da un attuatore elettronico. È la soluzione tipica dei motori a benzina.
Geometria variabile (VGT o VNT)
Attorno alla girante turbina c’è una corona di palette mobili. Ai bassi regimi le palette si chiudono, i gas accelerano e la turbina prende giri subito; agli alti regimi si aprono e riducono la contropressione allo scarico. Le palette sono mosse da un attuatore a depressione con elettrovalvola o da un attuatore elettronico. È la soluzione standard sui diesel moderni.
Il punto debole è la sporcizia: nell’uso solo urbano la fuliggine incrosta le palette e l’anello che le muove, la geometria si blocca e compaiono errori di sotto o sovralimentazione (P0299, P0234) e la modalità di emergenza. Spesso il turbo non è rotto: è bloccato.
Il calore: perché non spegnere subito dopo uno sforzo
Dopo un tratto impegnativo il lato turbina è caldissimo. Se il motore si spegne subito, l’olio si ferma nel gruppo centrale e il calore residuo lo cuoce: si formano depositi carboniosi (coking) che, con il tempo, ostruiscono i passaggi e rigano albero e bronzine. Molti motori moderni hanno un circuito di raffreddamento che lavora anche a motore spento; sugli altri, un minuto al minimo prima di spegnere è un’abitudine che allunga la vita del turbo.
Cosa significa per chi lavora in officina
- L’olio giusto, cambiato quando previsto, con un filtro di qualità: è la prima assicurazione del turbo.
- Mandata e drenaggio liberi: un tubo di mandata carbonizzato dentro non si vede da fuori.
- Filtro dell’aria integro: ogni corpo estraneo che passa finisce sulla girante del compressore.
- Prima di condannare il turbo, verifica la geometria e l’attuatore: molti errori di sovralimentazione si risolvono senza sostituirlo.
- Un turbo che perde olio va capito, non solo cambiato: sfiato del basamento, drenaggio e filtro aria sono spesso i veri colpevoli.
Domande frequenti
Quanti giri fa un turbo?
Dipende dalla taglia: i turbo piccoli delle autovetture superano facilmente i 200.000 giri al minuto, quelli dei mezzi pesanti, più grandi, girano più lenti. Anche per questo l’equilibratura del gruppo rotante deve essere molto precisa.
Che differenza c’è tra waste-gate e geometria variabile?
La waste-gate devia parte dei gas attorno alla turbina quando la pressione è sufficiente; la geometria variabile cambia l’angolo delle palette attorno alla girante e regola la velocità dei gas su tutto il campo di funzionamento. La prima è tipica dei benzina, la seconda dei diesel.
Perché il turbo fischia?
Un leggero sibilo in accelerazione è normale. Un fischio forte o nuovo indica più spesso una perdita nei manicotti o nell’intercooler, o un gruppo rotante con gioco eccessivo o squilibrato. Va controllato subito, perché una perdita fa girare il turbo più veloce del previsto.