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Le basi delle turbo-tecnologie

Far macinare più energia con l’intercooler

Se siete appassionati di auto sportive o anche semplicemente del mondo dei motori saprete già tutto quello che stiamo per dire. Se invece vi affacciate per la prima volta a questo mondo e non avete idea di come funzioni un motore turbo, siete nel posto giusto. Vogliamo partire proprio dalle basi e dall’elemento più importante di un motore turbo: l’intercooler.

L’intercooler, questo sconosciuto

Intercooler è solo un altro nome per definire uno scambiatore di calore, ovvero quel sistema che viene utilizzato per raffreddare l’aria che è stata compressa da un Super-caricatore o da un turbocompressore.

Intercooler

Si tratta del sistema che serve a non far surriscaldare il motore turbo in pratica ed è solitamente posizionato da qualche parte durante il percorso dell’aria che scorre dal turbo compressore al motore

La legge dei gas ideali ed il principio per cui l’intercooler funziona

Se non vi è mai capitato di incontrarla sui libri di scuola, la legge dei gas ideali è questa: PV = nRT.

Per spiegarla nel modo più semplice possibile, possiamo dire che poiché la pressione e la temperatura sono direttamente proporzionali, quando si crea una maggiore pressione nel turbo compressore, si produce anche più calore.

A questo punto vi verrà da dire: si vabbè, il motore comunque si scalda, se ci va anche dell’aria calda non vedo perché dovrebbe essere un problema. In realtà il problema esiste eccome e può essere anche serio. I motivi per i quali il problema sussiste sono sostanzialmente due:

  1. L’aria calda è meno densa e quindi contiene meno molecole di ossigeno per unità di volume. Questo vuol dire che c’è meno aria per il motore e quindi meno potenza prodotta.
  2. L’aria calda provoca anche un innalzamento nella temperatura del cilindro e quindi può influire nella fase pre-detonazione del ciclo di combustione causando una detonazione per l’appunto (ovvero lo scoppio del cilindro stesso).

Si tratta di due situazioni da evitare assolutamente.

Quando la pressione dell’aria aspirata si mantiene naturalmente ad una pressione di sovralimentazione modesta o bassa, potrebbe non essere necessario un intercooler. Detto questo, una carica più fredda e quindi più densa non sarà solo più sicura per il motore, ma sarà anche in grado di aggiungere energia.

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Far macinare più energia con l’intercooler

Il vero raffreddamento del motore avviene attraverso l’uso delle alette, che coprono la superficie dell’intercooler. Si tratta di alcuni elementi metallici allineati in modo ondulato che consentono di massimizzare la superficie dello scambiatore di calore in modo che il calore possa essere dissipato nell’ambiente nel modo più efficiente possibile.

Intercooler

In parole povere, come visto sopra, gli intercooler immettono aria nel motore e lo rendono più freddo attraverso lo scambio di calore. Le regole della termodinamica affermano che maggiore è la differenza di temperatura tra l’aria in ingresso (attraverso il collettore) e la temperatura di combustione all’interno del cilindro, più energia viene convertita attraverso la combustione. Quindi aria più fredda significa una maggiore differenza di temperatura e quindi una maggiore potenza nel motore.

Alcuni intercooler aria-aria hanno diametri di ingresso e uscita di grandi dimensioni per ridurre restringimenti del flusso d’aria ad alta pressione. L’uso più efficace di un intercooler lo vediamo proprio nei motori turbo su un veicolo sovralimentato, in cui l’aria di ingresso sarà resa troppo calda dal turbocompressore. Utilizzando i principi della termodinamica per capire il funzionamento vediamo che, se un fluido aumenta di pressione, aumenta anche la temperatura di quel fluido. Questo genera invece una perdita di potenza se non c’è abbastanza raffreddamento.

Dove posizionare l’intercooler

La maggior parte degli intercooler, che può essere acquistato da un negozio online Silux.it, deve essere posizionata in un’area in cui il flusso d’aria è veloce, regolare e fresco. Non va bene infatti posizionare uno scambiatore di calore nelle profondità del vano motore dove la temperatura ambiente è troppo calda per consentire qualsiasi scambio di calore. Questo è il motivo per cui gli intercooler montati frontalmente in assoluto quelli più comuni e quelli più efficienti.

Video: Come funziona l’intercooler?

In altri casi, molto comuni ma meno frequenti, gli intercooler vengono montati posizionato davanti al radiatore o all’interno di una griglia laterale dell’estremità anteriore, dove può comunque ricevere aria fredda e massimizzare la differenza di temperatura tra i fluidi caldi e freddi. Se lo spazio è limitato, i produttori creano spesso prese d’aria di grandi dimensioni nel cofano) in modo che l’intercooler possa essere posizionato ovunque nel vano motore e avere ancora un sufficiente ricambio d’aria, dando anche alla macchina, un effetto più aggressivo e personalizzato.

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Name: Matej