Nel panorama automobilistico, la ricerca di maggiore potenza e reattività è una costante per molti appassionati e utenti. Una delle soluzioni più efficaci per raggiungere questo obiettivo, soprattutto per i motori a benzina, è l'adozione di un sistema di sovralimentazione, in particolare il turbocompressore. Questo articolo esplora in dettaglio il mondo dei kit turbo benzina, dalle loro origini alle moderne tecnologie, analizzando benefici, complessità e aspetti fondamentali per un'installazione sicura ed efficace.
Origini e Evoluzione dei Turbocompressori per Motori Benzina
La storia dei turbocompressori nei motori a benzina affonda le radici in progetti pionieristici. Un esempio significativo è stato il lavoro affidato alla Wenko per la realizzazione di un piccolo motore turbo a benzina, destinato a equipaggiare una vettura prodotta da Swatch. Questo progetto, iniziato nelle sue fasi iniziali, fu poi ultimato dalla Mercedes, culminando con la nascita della Smart. Inizialmente, la produzione del turbocompressore per la Smart fu affidata a Mitsubishi, per poi passare a Garrett, leader mondiale nel settore. Questa evoluzione testimonia la continua ricerca di affidabilità e prestazioni nel campo della sovralimentazione.
Il Progetto SSB85: Un Caso Studio di Potenziamento
Il kit di potenziamento "SSB85", acronimo di SAITO, Smart, Benelli e 85 cavalli, rappresenta un eccellente esempio di come l'ingegno e la collaborazione possano portare a risultati sorprendenti. Il coinvolgimento di Benelli, grazie al finanziamento di Alessandro Nardi-Dei, amministratore della Benelli Tecnomeccanica, fu cruciale per SAITO, allora una giovane azienda con risorse limitate.
Il kit SSB85 per le Smart 600 comprendeva:
- Una turbina nuova Mitsubishi.
- Un collettore di scarico specifico (la turbina di serie aveva un collettore integrato).
- Un ottimo scarico realizzato da un'azienda italiana, in acciaio inox e catalizzato. Questo componente, da solo, era in grado di produrre una potenza aggiuntiva di 3 CV grazie alla significativa riduzione della contropressione di scarico, e aveva superato diversi test sulle emissioni.
- Tubazioni aria/olio, guarnizioni e raccorderia varia per completare l'installazione.
Con questo kit, la potenza dichiarata della Smart 600 era di 85 cavalli, ma in realtà si attestava e superava i 90 CV. Un veicolo così potenziato diventava entusiasmante da guidare, leggero ed estremamente reattivo, con 13.3 kg di coppia (contro gli 8.3 kg originali), nonostante il cambio robotizzato fosse percepito come un punto debole. Questo motore modificato era capace di erogare 105 CV, permettendo una velocità massima di 200 km/h.
Manutenzione e Sostituzione: L'Esperienza sul Campo
Dopo 13 anni di servizio e circa 80.000 km percorsi, in maniera decisamente sportiva e con utilizzi anche in pista, la Smart equipaggiata con il kit SSB85 ha richiesto un controllo approfondito di turbo e collettore. Sono state riscontrate piccole crepe nel collettore, dovute alle elevate temperature dei gas di scarico. Anche il carter turbina e il foro della wastegate mostravano microscopiche crepe. L'alberino presentava segni di usura a causa della perdita di viscosità dell'olio, sempre imputabile alle alte temperature. Nonostante il turbo non fischiasse e reagisse ancora bene, la sostituzione si è resa necessaria per garantire la continuità delle prestazioni e l'affidabilità. L'attrezzatura di fonderia, gelosamente conservata, ha permesso di produrre circa 250 collettori per altrettanti kit di potenziamento, testimoniando l'impegno e la passione dietro questi progetti.
Componenti Fondamentali di un Sistema Turbocompressore
Un turbocompressore è un sistema complesso, otticamente divisibile in tre parti principali:
- Corpo centrale: Al centro di tutto, contiene l'albero su cui sono montate le giranti.
- Chiocciola lato turbina (scarico): È la parte che riceve i gas di scarico dal motore. Al suo interno, i gas mettono in rotazione una girante con delle palette a forma di elica.
- Chiocciola lato compressore (aspirazione): Questa parte aspira aria dall'esterno. Al suo interno, un'altra girante, collegata rigidamente alla prima tramite l'albero, comprime l'aria e la forza all'interno del motore.
Le due giranti sono saldamente collegate da un albero che attraversa il corpo centrale, posizionate ai lati del corpo centrale stesso.
Il Ruolo della Wastegate e la Sua Regolazione
La wastegate è un componente cruciale per il controllo della pressione di sovralimentazione. È una valvola di by-pass che devia una parte dei gas di scarico direttamente nello scarico, impedendo che raggiungano la turbina. Questo meccanismo previene una sovrapressione eccessiva nel sistema e protegge il motore da danni.
La registrazione della wastegate è un'operazione delicata. Si allenta un dadino che blocca la registrazione e si avvita o svita la vite sull'attuatore della wastegate filettata per regolare la pressione di apertura. Dopo la registrazione, si serra il dadino, si rimettono in posizione i tubicini dell'attuatore e si riagganciano sulla chiocciola. Una wastegate mal regolata può aprirsi anche con pressioni minime, riducendo le prestazioni del turbo.
Gestione del Collettore di Scarico e Intercooler
Il collettore di scarico, in acciaio inox e catalizzato, è un elemento fondamentale. Le crepe riscontrate in collettori dopo anni di utilizzo sportivo evidenziano le estreme condizioni a cui sono sottoposti, richiedendo materiali di alta qualità e design robusto.
L'intercooler è un'altra componente vitale per l'efficienza del sistema turbo. I turbocompressori, infatti, comprimendo l'aria, ne aumentano la temperatura. L'aria calda è meno densa e contiene meno ossigeno, riducendo l'efficacia della combustione. L'intercooler ha il compito di raffreddare l'aria compressa prima che entri nel motore, aumentando la sua densità e quindi la quantità di ossigeno disponibile per la combustione.
Un'altra problematica legata al turbo è che, in caso di rottura, l'olio può trafilare verso l'aspirazione e raggiungere l'intercooler. Questo è una causa primaria di rottura dei turbo e viene spesso sottovalutato durante la sostituzione, con il rischio di una seconda rottura. È essenziale eseguire un lavaggio accuratissimo o meglio sostituire il catalizzatore, la cui ostruzione è causa primaria di rottura del turbo.
Intercooler raffredda l'aria ma...Ti sei perso qualche video?
Differenza tra Turbocompressore e Compressore Volumetrico
L'induzione forzata è un metodo per migliorare le prestazioni e l'efficienza dei motori a combustione interna, fornendo aria compressa. L'aria compressa aumenta il fattore di riempimento, consentendo un maggiore volume d'aria disponibile per la combustione. Sebbene entrambi abbiano lo stesso obiettivo, turbocompressori e compressori volumetrici (supercharger) funzionano in modo diverso.
Turbocompressore a Gas di Scarico
Nel turbocompressore a gas di scarico, una turbina è azionata direttamente dai gas di scarico del motore. La girante della turbina e la girante del compressore sono saldamente collegate tramite un albero, formando il rotore. L'alloggiamento della turbina si trova direttamente nel flusso dei gas di scarico, idealmente vicino all'uscita dei gas di scarico del motore. L'alloggiamento del compressore è separato dal flusso dei gas di scarico. La girante del compressore, azionata dalla turbina, comprime l'aria di sovralimentazione nel tratto di aspirazione dell'aria fresca del motore. L'energia residua nei gas di scarico viene quindi utilizzata per migliorare e comprimere l'aria aspirata. Oggi, i turbocompressori a gas di scarico sono installati più spesso per migliorare le prestazioni e l'efficienza, un concetto noto come "downsizing".
Compressore Volumetrico (Supercharger)
I compressori volumetrici sono azionati direttamente dal motore tramite una trasmissione a catena, cinghia o ingranaggi. A differenza dei turbocompressori, sono meccanicamente azionati e non dipendono dal flusso dei gas di scarico. I motori con compressore volumetrico hanno una curva di erogazione della potenza diversa rispetto ai motori turbo. Il mezzo di carica del compressore volumetrico aumenta linearmente con la velocità, rendendolo perfettamente adatto per gruppi elettrogeni ad alta velocità. Il "calcio" di prestazioni tipico e notevole del turbo al di sopra di una certa velocità (ad esempio 2000 giri/min) non si avverte nella sovralimentazione con compressore.
Esistono diverse tipologie di compressori, come il compressore a vite, spesso installato direttamente nel collettore di aspirazione, e i compressori che sono integrati nell'unità cinghia, posizionati principalmente davanti o accanto al blocco motore. I compressori sono caratterizzati da una struttura semplice, piccole dimensioni, bassa massa, erogazione uniforme, buon funzionamento e assenza di masse oscillanti.
I kit compressori sono disponibili in varie configurazioni, e a seconda della potenza desiderata, possono richiedere ulteriori modifiche al motore, come la sostituzione o la reinstallazione del sistema di scarico, bielle, pistoni, l'iniezione o un intercooler più efficiente.
L'Importanza della Centralina Aggiuntiva: PowerKing BT2
Per liberare il vero potenziale di un motore turbo benzina, la centralina aggiuntiva gioca un ruolo cruciale. La PowerKing BT2, un esempio di tecnologia avanzata, offre aumenti di potenza reali e testati su banco prova, con risultati certificati e ripetibili.
Le caratteristiche distintive della PowerKing BT2 includono:
- Controllo completo via smartphone: Tramite l'app PKMap (disponibile per Android e iOS), è possibile personalizzare la mappatura in tempo reale e ricevere aggiornamenti Over-The-Air (OTA) via Bluetooth.
- Installazione semplice e non invasiva: Il sistema è Plug & Play, completamente reversibile, e non modifica in alcun modo la centralina originale del veicolo. Può essere rimossa in qualsiasi momento senza lasciare traccia. L'installazione richiede pochi minuti grazie ai cablaggi specifici per ogni veicolo.
- Compatibilità: Progettata specificamente per motori turbo benzina, è compatibile con sistemi di ultima generazione.
- Incrementi di potenza e coppia: Tipicamente, si possono ottenere +20-30% di potenza e coppia. Ogni mappatura è testata su banco prova per garantire risultati ottimali e sicurezza.
- Consumi: Con una guida normale, i consumi rimangono praticamente invariati; in alcuni casi, possono persino migliorare grazie alla maggiore coppia disponibile.
Ogni taratura di ciascuna BT2 disponibile sullo store è frutto di ore di test reali su banco a rulli, con monitoraggio costante di parametri come pressione turbo, temperature, AFR, anticipi, fuel trims e coppia motrice. Solo dopo una validazione approfondita, la taratura viene ritenuta "CONCLUSO".
Considerazioni Essenziali per l'Installazione e la Manutenzione di un Turbo
L'installazione e la manutenzione di un turbocompressore richiedono attenzione a dettagli specifici per garantire la sua longevità e le prestazioni ottimali del motore.
Sostituzione dell'Olio e del Filtro Olio
In caso di rottura di un turbo, l'olio all'interno si contamina con sottile smeriglio dovuto al grippaggio delle bronzine flottanti e della ralla reggispinta. I gas, inoltre, trafilando all'interno del corpo centrale, lo bruciano. Lo smeriglio sottilissimo, attraverso il tubo di drenaggio dell'olio, raggiunge istantaneamente la coppa. Per questi motivi, l'olio va sostituito in qualsiasi caso, anche se è stato cambiato da pochissimi chilometri.Allo stesso modo, il filtro olio va sostituito in qualsiasi caso, anche se già sostituito da poco. È fondamentale utilizzare filtri originali per garantire il massimo diametro delle particelle di passaggio. Una filtrazione errata può causare un veloce logorio della girante d'aspirazione del turbo, sbilanciandola.
Pressione dell'Olio al Turbocompressore
Al momento dell'avviamento del motore, il turbo ruota a circa 6.000 giri/min. È cruciale che l'olio giunga al turbo entro un massimo di 3 secondi con una pressione minima di 1.5 Bar per garantire una lubrificazione adeguata fin dall'inizio.
Diagnosi e Prevenzione di Malfunzionamenti
- Ostruzione del FAP/Catalizzatore: L'analisi dell'ostruzione del FAP effettuata dalla centralina non è sufficiente per diagnosticare l'aumento della pressione effettiva all'interno del carter turbina. L'ostruzione del catalizzatore è una causa primaria di rottura del turbo. La diagnosi di ostruzione è molto difficile, quindi è consigliabile eseguire un lavaggio accuratissimo o, meglio ancora, sostituire il catalizzatore.
- Controllo Elettronico del Turbo: Nei turbo con controllo elettronico, un'anomalia del sistema può generare un malfunzionamento con il rischio di aumento delle temperature dei gas di scarico, compromettendo l'integrità del turbo.
- Intasamento del Sistema di Ricircolo dei Gas Motore (EGR): L'intasamento del sistema di ricircolo dei gas motore genera un aumento della pressione anche all'interno del turbo, causando il trafilamento dell'olio verso l'aspirazione e lo scarico. Questo porta a malfunzionamenti dell'intero sistema e, a lungo andare, alla rottura del turbo.
- Perdita di Compressione del Motore: Se un motore ha perso compressione, è inutile sostituire la turbina. Questa si romperà in tempi brevissimi a causa del veloce degrado dell'olio e del suo miscelarsi con il combustibile e i gas, compromettendo l'efficienza e la durata del nuovo turbo.
Kit Turbo Plug & Play: Prestazioni e Affidabilità
I kit di aggiornamento SKN Plug & Play Turbo sono disponibili per quasi tutti i motori, marchi e produttori. Sviluppati in Germania, si distinguono per prestazioni, qualità e stabilità. SKN fornisce turbocompressori dei principali produttori mondiali come KKK, Garrett, Honeywell, Borg Warner e molti altri, nei settori OEM, sport motoristici e tuning. Tutti i turbocompressori sono controllati e collaudati. I compressori da sport automobilistici o da corsa sono nuovi e originali dal produttore, evitando repliche economiche di qualità inferiore.Le conversioni speciali, le ottimizzazioni turbo e i corrispondenti adattamenti hardware e software vengono sviluppati direttamente presso SKN INHOUSE. Maggiore prestazioni e affidabilità con un eccellente rapporto prezzo-prestazioni e una manutenzione minima sono i principali vantaggi dei kit SKN Turbo. I componenti utilizzati da SKN e la conseguente messa a punto del motore sono stati testati in condizioni estreme nei test di guida e sul banco dinamometrico. I Turbo Kit sono raffreddati al 99% di aria di sovralimentazione, rendendoli sistemi affidabili e potenti sul mercato.
Il Tuning in Italia: Tra Sogni Proibiti e Reali Difficoltà
L'idea di convertire un motore aspirato in turbo, pur essendo tecnicamente allettante per l'incremento di potenza (tipicamente un 30-40% in più di coppia e cavalli), si scontra con una realtà complessa, soprattutto in Italia. La conversione di un motore aspirato a turbo, nota come elaborazione o tuning, comporta non solo costi significativi per la sostituzione di componenti (come bielle, pistoni, sistema di scarico, iniezione, intercooler) ma anche un ostacolo burocratico insormontabile: l'omologazione presso la motorizzazione civile per la circolazione su strada.
Il tuning, in Italia, è un ambito che riguarda prevalentemente veicoli da competizione, auto da rally o macchine destinate a girare in circuito. Non esiste un iter definito per omologare modifiche sostanziali al motore di un veicolo destinato alla circolazione su strada. Anche se alcune officine specializzate come CA.BA di Adelmo Bellocchi sono in grado di effettuare tali modifiche, il processo di omologazione è notoriamente difficile e costoso. L'esperienza di tentare di convertire un motore 1.438 benzina 52cv con impianto GPL aftermarket di un veicolo d'epoca in un motore turbo ha evidenziato troppe incognite, troppi cambiamenti e, molto probabilmente, costi eccessivi, rendendo l'operazione poco sensata. Perdere l'impianto GPL, che consente di circolare ovunque e di risparmiare sui costi del carburante, sarebbe un sacrificio enorme.
In conclusione, sebbene il fascino del turbo sia innegabile per gli amanti della potenza, è fondamentale valutare attentamente tutte le implicazioni, dai costi alle sfide burocratiche, prima di intraprendere un tale progetto, specialmente in un contesto normativo come quello italiano. A volte, mantenere l'equilibrio originale del veicolo, pur con le sue "lentezze", può essere la scelta più saggia e sostenibile.