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La ricalibrazione dei turbocompressori

La ricalibrazione dei turbocompressori – E’ innegabile che il mercato dei turbocompressori, siano essi di primo impianto o aftermarket, sia in continua e forte crescita. Stiamo, infatti, assistendo con sempre maggiore frequenza all’adozione di piccoli motori sovralimentati, siano essi benzina o diesel, anche sulle più comuni utilitarie. Il motivo è semplice: il turbocompressore, introducendo un maggiore quantitativo di aria all’interno del cilindro (aria caratterizzata da una maggiore densità, una maggiore pressione e un numero maggiore di molecole di ossigeno), riesce a migliorare il coefficiente di riempimento e quindi il rendimento volumetrico del motore andando ad aumentarne i valori di potenza e coppia erogata.

Geometria fissa VS Geometria Variabile

Turbo

In commercio esistono però due diverse tipologie di turbocompressori, quelli a geometria fissa e quelli a geometria variabile. Nei primi non è possibile ottenere un controllo ne sulla portata ne sulla direzione del flusso dei gas di scarico in ingresso alla turbina ma, grazie all’adozione di una valvola di bypass (wastegate) sul lato caldo (turbina), si è in grado di tenere sotto controllo la pressione massima che può essere raggiunta all’interno della turbina evitando l’insorgenza di eccessive pressioni e regimi di rotazioni deleteri per l’intero turbocompressore.

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Nei secondi, invece, la parte statorica della turbina adotta un dispositivo con palette a geometria variabile. Questo dispositivo consente di variare le sezioni di ingresso al gruppo turbina così da sfruttare in modo più efficiente la forza d’impatto dei gas sulle palette della girante. A bassi regimi le palette dello statore sono praticamente quasi chiuse così da limitare la portata di gas in ingresso, accelerare e meglio indirizzare il flusso contro le palette della girante. Al crescere del regime motore cresce anche la portata di gas combusti in arrivo alla turbina. Per sfruttare quindi questo fenomeno le sezioni delle palette dello statore e il loro angolo di incidenza, che da tangenziale passa a radiale, vengono ampliate fino alla completa apertura.

Rigenerazione e ricalibrazione

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Ma le differenze tra le due tipologie non si limitano solamente alla parte componentistica e funzionale. Infatti, anche in fase di riparazione e/o sostituzione, le procedure di intervento sulle due unità non sono esattamente le stesse. Nei turbo a geometria fissa si deve andare a calibrare il precarico dell’attuatore della wastegate. Iniettando in turbina una pressione costante, diversa per ogni codice turbo, si valuta lo spostamento della valvola wastegate e si tara di conseguenza il precarico dell’attuatore in base al valore imposto dal costruttore.

Turbo

Nei turbo a geometria variabile si deve per prima cosa calibrare il registro della geometria variabile valutando il flussaggio (portata di aria della geometria) e successivamente si va a calibrare il precarico dell’attuatore della wastegate. Iniettando la pressione di 30 Kpa, identica per ogni codice turbo, si valuta il flusso di portata (kg/h) della geometria e si tara di conseguenza il registro della geometria variabile in base al valore imposto dal costruttore. Successivamente si passa a calibrare il precarico dell’attuatore della wastegate come descritto in precedenza.

Banchi di flussaggio

Detto questo si intuisce facilmente come un’errata calibrazione sia dell’attuatore della wastegate che della geometria variabile porti a un cattivo funzionamento generale del motore traducibile in scarso rendimento, minori prestazioni, maggiori consumi, elevato ritardo di risposta (turbo-lag) e possibili danni allo stesso turbocompressore. Da qui nasce l’esigenza dell’adozione di un banco di flussaggio, strumento più che necessario per la corretta calibrazione dei turbocompressori, siano essi a geometria fissa o a geometria variabile.

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Banchi di flussaggio che risultano essenziali anche per la corretta calibrazione dei moderni turbocompressori sia con attuatore elettronico che con attuatore pneumatico e sensore di posizione elettrico. In questo caso il banco di flussaggio assicura una perfetta coerenza fra l’angolo delle palette della geometria e il segnale inviato dall’attuatore elettronico o dal sensore di posizione elettrico dell’attuatore pneumatico consentendone una corretta calibrazione.

 

Author

Matteo Di Lallo

http://www.matteodilallo.tech
Laureato in Ingegneria Meccanica e forte appassionato di motori. Collabora attualmente per alcune realtà del mondo dell'editoria automotive: Autotecnica, Trasporto Commerciale, Giornale del Meccanico, La Mia Auto, Omniauto, Quattroruote, Motori Agricoli, Evo Italia, Automobilismo ed EngBook.

19 Replies to “La ricalibrazione dei turbocompressori”

  1. Ti seguo da poco tempo e sebbene io lavori nel campo automobilistico da più di trent’anni non ti nego che leggo sempre (e imparo)molto volentieri le tue pubblicazioni! Grazie!

  2. Tutto chiaro e comprensibile. Ma la geometria variabile, si può regolare entro certi parametri più chiusa rispetto ai valori impostati di fabbrica?

  3. Salve Matteo ,complimenti per la spiegazione veramente interessante, volevo chiederti un informazione da profano dei motori , ho RImontato una TGV del Bmw 530d 184 cv su un motore rd28t nissan che uso per fare fuoristrada , solo che la prima volta che mi hanno montato la stessa TGV la macchina mi apriva molto presto e quasi non chiudeva mai , mentre da quando un’altro meccanico mi ha rimontato questa TGV sento che apre molto tardi e chiude subito , e per il fuoristrada non funziona così , ora non ricordo se il primo meccanico mi abbia montato l’attuatore della turbina a geometria fissa originale del Patrol GR Y60 o altro….puoi consigliarmi come farla aprire presto e farla chiudere tardi …?grazie

  4. Buongiorno MATTEO, avrei una domanda da porti, secondo te, è possibile invertire da due turbo a geometria variabile l’attuatore elettronico senza fare nessun intervento di flussaggio/regolazione a banco? grazie 1000

  5. Ciao,
    ho letto di problemi alla valvola wastgate del N54 (3000 L6 turbo) che poi ovviamente può rompere la turbina (non scaricando l’eccesso di flusso va fuori specifica, sale pure la temperatura, credo si fondano le lamelle oltre ai danni possibili alla testata, ecc, ecc).
    Volevo chiederti: sai se hanno risolto con le ultime versioni del 335i (prima che diventasse 340i).
    Si può fare al contrario del solito, e cioè si leva il turbo per ottenere un bellissimo 3000 aspirato, silenzioso, più leggero e indistruttibile così non si paga neanche il super bollo levando qualche cavallo o non si può?
    Ma perché BMW non fa più 6L liscio, ma che è questa moda ciclica dei turbo?

  6. Quindi oltre la regolazione elettronica dell’ attuatore, sulla geometria variabile c’è da fare una regolazione “meccanica/manuale” mezzo registri da effettuare per l’ apertura delle pale?
    Ovvero con turbine di uguale forma e tipo, ma differenti codici turbo, i registri meccanici della feometria variabile sono tarati differentemente in base alle caratteristiche/rapportatura/erogazione del mezzo?
    Ti faccio questa domanda perché a seguito di incidente non ho più le stesse prestazioni con un nuovo turbo….e credo che il meccanico si limiti a fare la taratura elettronica del solo attuatore.

  7. Matteo la tua spiegazione è ottima , io ho un problema piccolo dovrei regolare la turbina in senso che mi trovo in Grecia e un meccanico mi ha toccato la westgate (attuatori) muovendolo e ora la macchina no va più il turbo entra a 2800/3000 giri in salita a Marcie alte (4/5) perde potenza e il motore scende di velocità , come posso fare per risolvere il problema è rientrare in Italia ?

  8. Ciao Matteo, un discovery 300 tdi 2.5 ho sostituito il vecchio turbo compressore di serie con uno a geometria variabile. Ti premetto che ho eliminato l’egr , e il catalizzatore tanto tempo fa ma rimangono i due silenziatori di scarico centrale e posteriore originali . Aumentata la mandata del carburante e alleggerita molla dell’ lda. Maggiorata l’aspirazione dell’aria con un filro d’aria kn, mi sarei aspettato un maggior vigore ai bassi regimi invece sento la geometria che inizia a lavorare a 1700 giri va molto bene rispetto a prima ma cosa posso fare per aumentare la coppia ai bassi e farla iniziare già ai 1200?

  9. Buongiorno Matteo,ho letto il tuo articolo in seguito ad una ricerca per risolvere un mio problema,volevo chiederti se potevi aiutarmi a capire dove ho sbagliato,in quanto parliamo di una modifica.
    Attendo una tua risposta Grazie.

  10. Un dubbio. Nella ricalibrazione del turbo prima parli di regolare la geometria variabile e poi di tarare la wastegate. Se il turbo è vnt (variabile nozzle turbine) non può essere anche wastegate

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