Turbocompressori...., Thread dedicato alla sovralimentazione

Dopo aver studiato in vari libri e provato all' atto pratico alcune teorie sono arrivato alla mia conclusione. Io per la scelta del turbo la ragiono in questo modo:
Calcolo subito la portata d'aria ad ogni regime (avevo fatto un foglio exel ma l'ho perso e lo sto ricostruendo). Per il rendimento volumetrico ho sempre considerato uno 0.8 x 8valvole e 0.95 x 16v. Calcolato ciò, gia si può avere un idea dei cavalli che svilupperemo (mi sembra ogni 3.5metri cubi di aria sono 100cv o forse 3mc, non ricordo devo rispolverare qualche libro).
Dalla portata prendo in mano i diagrammi dei compressori (li ho di quasi tutte le turbine) e guardo hai regimi che mi interessano se ci sto dentro con le portate. Più range si trova e meglio è. Quindi per l' aspirazione è abbastanza semplice. La cosa Dove non ho trovato nessun manuale che spiega bene è la parte scarico. Qui solo l' esperienza e le dovute considerazioni mi hanno portato a risultati decenti. La prima considerazione da fare che è fondamentale è che bisogna bilanciare le pressioni tra aspirazione e scarico. Se una delle due preva sull' altre, in motori con grande incrocio tenderanno o a svutarsi troppo in caso di una pressione più alta in aspirazione o far rimanere gas caldi nel cilindro in caso di troppa pressione nello scarico. La pressione sullo scarico dipende quasi esclusivamente dal diametro della girante. E' semplicemente un discorso di leve. Se sull' aspirazione metti una girante da 50mm e comprimi aria ad 1 bar non puoi mettere sullo scarico una girante da 25mm sennò avrai bisogno di 2 bar. Non so se ho reso l'idea. Normalmente cerco di utilizzare giranti con circa lo stesso diametro o al massimo con lo scarico un pò più grande (meglio evacuare meglio che far rimanere dentro gas di scarico oltre al fatto che meno sforza e prima inizia a girare). Stabilito questo passiamo al rapporto A/R della chiocciola di scarico. Teoricamente potremmo tenere questo valore il più basso possibile perchè appena la pressione dei gas di scarico arriva a far fare pressione all' aspirazione, tutto il resto passerebbe per la west perchè tanto non serve. L'unico problema è che se parte troppo presto la pressione di aspirazione, probabilmente ci trovere nella zona surge limits del compressore che distruggerebbe il turbo. In sostenza l' A/R serve solo a spostare più avanti o più indietro il campo operativo del turbo.
Ho visto molti cambiare solo l A/R di scarico mantendendo le girante di serie convinti di avere un turbo più grande.
Ho provato questa soluzione per capire gli effetti ma il risultato è stato solo che ho spostato il range più in alto. La pressione massima che potevo raggiungere è rimasta sempre la stessa. In alcune prove al banco ho visto delta integrali che sparavano più cavalli con 1,2bar piuttosto che ad 1,6. Tutto ciò è dovuto alla contropressione che fa lo scarico.

Tenere conto di queste cose fa la differenza anche per gli alberi a cammes. Ho ragionato ciò anche con Gozzoli perchè loro proponevano fasature un pò più strette per il turbo perchè si è sempre creduto che l' incrocio doveva essere minimo e che la fase di scarico doveva essere più corta. Mi sono fatto fare un cammes per la punto gt turbo con fasature da aspirato 286° totali di scarico e 292° di aspirazione (fra qualche settimana accendo il motore).

Questo post merita abbondantemente una lettura approfondita sta sera a casa, a mente libera
Sinceramente pensavo che la contropressione allo scarico fosse di entita' di gran lunga inferiore a quella in aspirazione...

Ehm, piccolo chiarimento 'a prima vista'... Un rendimento volumetrico del 95% mi sembra un po ottimistico su un 16v (specie se turbo, dove i condotti non sono molto ben ottimizzati)... E per di piu' non ce l'hai a tutti i regimi, ma solo in alto (poi ovviamente dipende da motore a motore)

Sta cosa di bilanciare le pressioni non sei il primo che ne parla, Brando me ne aveva gia' accennato (e manco a morire ne ho trovato traccia nei libri che ho letto finora, ora ho ordinato graham bell, forced induction performance tuning, se non ne parla li...).


Edited by Masterx81 - 2/2/2010, 20:32

Bè, in una preparazione ottimizzare i condotti è il minimo altrimenti è inutile star a progettare tutto. E' chiaro che a certi regimi il rendimento cambia, però il turbo lavora nel regime di coppia quindi in quel caso avremo il massimo del rendimento. Logicamente è tutto teorico, incide la temperatura dell' aria e tanti altri fattori, però con questi calcoli ho riscontrato al banco e con vetture preparate più o meno i giusti valori.

La pressione dei gas di scarico è fondamentale e ti assicuro che in alcuni casi supera quella di aspirazione. Il segreto nello scegliere il turbo sta tutto qui. Quando ho preparato la R5 turbo, se mettevo la pressione ad 1.2 - 1.3 bar avevo pochissima potenza. Avevo un albero a cammes da pista con grandi incroci. Il bello arrivava dopo 1.6 bar, perchè la pressione nello scarico iniziava a compensare l' aspirazione. E' un pò come l' espanzione per il 2 tempi. Spingevo la R5 fino a 1.9-2 bar.

Ho ritrovato una prova al banco dove però la macchina aveva un problema al sensore vr e mi staccava la corrente a circa 6000 giri.
Ve la posto

http://img402.imageshack.us/img402/5408/imgozj.jpg

Come vedi quando purtroppo la corrente mi ha tagliato la coppia era ancora in fase di salita e già ero oltre i 30kgm di coppia con una potenza di circa 249 cv. Considera che il motore girava fino a 8000.... Devo trovare le altre prove.

Dai miei calcoli a quel regime dovevo erogare 254cv, come vedi l' errore è minimo visto che non ho tenuto conto nemmeno della temperatura dell' aria compressa.

Ma... In un turbo come si misura la VE???
Stesso motore senza sovralimentazione? Sempre tenendo presente che la ve è quanta aria ci sta teoricamente nel ns cilindro/quella che ne entra effettivamente.
Ovviamente penso si debba tenere in considerazione anche il sistema aspirazione e scarico, come si farebbe su un aspirato.
Ma un motore turbo, con la restrizione allo scarico (e pure all'aspirazione, se il compressore non gira), non è possibile che abbia ve del 95%... In piu' un pari motore aspirato sfrutterebbe sicuramente effetti di risonanza in aspirazione/scarico, che ne aumenterebbe la ve. Come sono paragonabili le efficienze volumetriche?

Uff, non vedo l'ora che mi arrivi quel libro, inizio ad essere un po curioso.... Purtroppo sono un po lacunoso in materia... Appena mi sono fatto una base piu' stabile, posso tornare a discutere sull'argomento
Pero' forse stiamo facendo un po di casino nel post dedicato ai pistoni, magari sposto tutto in un thread separato....

Discusisone spostata...

Cmq mi si stanno iniziando a chiarire le idee sul discorso pressioni/contropressioni. Cio' che si sbaglia è pensare che la pressione di sovralimentazione è maggiore della contropressione allo scarico. In realta' leggevo in giro che mediamente con una turbina di serie sia ha un rapporto di 2.5:1 (pressione scarico/pressione aspirazione). Tutto questo per avere poco lag. Ed ecco perchè i motori di serie hanno camme con poco incrocio.
Metti una turbina piu' passante, le pressioni si avvicinano, e puoi permetterti piu' incrocio senza gravi riflussi in aspirazione.

Inizio ad entrare nell'ottica, pero' questo discorso non si puo' fare 'in bianco e nero'. Immagino che essendo il turbocompressore un dispositivo non ideale, la contropressione che c'e' allo scarico sia sempre maggiore della pressione creata in aspirazione (oppure mi sbaglio? Perchè potenzialmente potrebbe avvenire il contrario solo se intervengono altri fattori, come la temperatura dei gas di scarico). Percio' camme apertissime su turbina apertissima. Immagino che su compressori così aperti parte dei gas di scarico non tocchino neppure la turbina, per permettere minori contropressioni.... E cmq immagino che proprio per via di questa contropressione sempre piu' grande, non si possano usare le stesse fasature di un aspirato, specie l'incrocio. In un aspirato ben tarato (che sfrutta effetti ram in aspirazione e scarico) l'aspirazione attualmente ha una pressione superiore a quella atmosferica, mentre in scarico si ha addirittura una depressione... Non sono situazioni facilmente paragonabili...
Il piu' è trovare il giusto bilanciamento.... Cmq ora vedo molto piu' di buon'occhio camme spinte su un motore turbo preparato (prima le vedevo solo come un modo per estendere gli rpm, in realta' va tutto ben oltre questo semplicistico ragionamento)

Devo studiare di piu' sull'argomento... Lo ammetto, ho ritardato di troppo lo studio sui turbocompressori.... E che cavolo, su tutti i libri che ho comprato finora ne parlano all'acqua di rose!

Sotto quest'ottica, lo scalino che ho fatto sotto la sede di scarico nelle mie testate inizia ad avere un senso maggiore, ma non di sicuro lo sprofondare la sede scarico... L'idea era quella di evitare che miscela fresca uscisse fuori, ma il problema in realta' è l'opposto!

Edited by Masterx81 - 3/2/2010, 00:39

non è certo semplice... in realtà si tratta di accordare 2 distinte macchine a fluido dai principi nettamente differenti

io ammetto completamente la mia ignoranza, non mi sento abbastanza "maturo" per affrontare con la dovuta dedizione il campo delle sovralimentazioni e per quanto possa trovare interessante le letture in questo campo è chiaro come il sole che ci vuole un approccio non meno intenso di comprendere un motore a combustione

Intanto mi è arrivato il libro di grahm bell... Avevo finito giusto di leggere motori endotermici, e stavo rileggendo per l'ennesima volta 'motori ad alta potenza specifica' (riletture necessarie a cogliere eventuali sfumature che sfuggono nelle letture precedenti).
Ora ho una nuova lettura

non sia mai che stai 2 minuti senza far nulla

E pensa che non riesco a fare MAI tutto quello che la mia testa vorrebbe fare... Dovrei liberarmi del lavoro, e dedicarmi interamente a queste cose...
Devo iniziare a giocare al suprenalotto, non si sa mai
Come si dice se so sfigato con le donne, saro' fortunato al gioco, no????

Per facilitare il concetto di ve, io la ragiono così: Immagiono di andare con l' auto in un posto dove la pressione atmosferica sia più alta. In fondo anche nei calcoli per motori aspirati si parla di pressione assoluta. Il motore aspira il volume di se stesso moltiplicato per un ipotetico rendimento e moltiplicato per la pressione assoluta di aspirazione quindi è molto semplice. L' unica incertezza è il rendimento che è ipotetico, ma come già ho detto un 16v con condotti ottimizzati io considero il 95%. Non vedo il turbo come un ostacolo, perchè esso prende energia da gas che andrebbero sprecati. Il motore turbo ha un rendimento termico più alto rispetto ad un aspirato perchè recupera energia che gli aspirati perdono. Tutti i generatori di corrente di certe potenze sono turbo diesel a regime fisso e senza west. Il motore è calcolato talmente bene che al regime di esercizio ha la massima pressione senza utilizzare west che farebbero perdere energia. In sostanza a parità di cavalli un motore turbo consuma meno carburante di un aspirato.

Per quanto riguarda il rapporto delle pressioni tra asp e scar tempo fa il titolare della saito (il quale ha lavorato diverso tempo in ferrari se non ricordo male) mi aveva illustrato un grafico tipo questo:

http://img12.imageshack.us/img12/5844/nuov...inebitmaptz.png

Nei primi regimi di lavoro lo scarico ha una maggior pressione (bassi regimi scarso rendimento del turbo), mentre nell 'entrare nel range di lavoro il compressore entra nel suo massimo rendimento e la pressione prevale sullo scarico. Ad alto regime si ritorna come le condizioni iniziali. Il turbo arriva al limite e lo scarico deve aumentare la pressione per far funzionare il compressore.

Io cerco sempre il bilanciamento delle pressioni.

Il discorso del ram jet avviene anche in un turbo. Se l' aria è compressa ciò non vuol dire che non ci siano risonanze.

Comunque pensare che un turbo grande e fasature grandi danno un motore inguidabile è falso. E' vero che si sposta il regime più in alto ma è pure vero che passati i primissimi giri il motore ed il turbo si accordano e vengono fuori i numeri. Se avete visto la prova a banco che ho postato dell' r5, notere che a 5000 giri già avevo 140cv contro i 115 a 5700 dell 'originale, tutto ciò con fasature estreme.....

E' molto importante poi saper mappare. L 'anticipo è un' altra chiave fondamentale. Un anticipo ridotto toglie potenza al motore, ma fa girare più velocemente il turbo. A bassi regimi a volte preferisco perdere il rendimento volumetrico ritardanto, a vantaggio di una maggiore pressione nel collettore di aspirazione. Molti lamentano che turbo grandi non girano mai, ma vuol dire che si ha un motore con grande anticipo. Ad alti regimi bisogna anticipare più che si può (detonazione sott' occhio). Un solo grado di anticipo può dare 10cv. Con l' r5 sono arrivato con una pressione di 2 bar a 28 gradi che non sono pochi. Ho notato che motori 8v hanno bisongo di più anticipo, mentre con i 16v oltre i 20 bisogna stare con l orecchio aperto.
L 'anticipo in potenza incide tantissimo...

ice sai risolvermi questo problema se lo e..

allora come sai ho un aspirato fatto turbo pero non potendo montare un camme per turbo, ho montato un camme stradale medio della colombo bariani,, che problemi puo dare con il turbo?

Non hai nessun problema, l' importante è il turbo che hai scelto.

Che turbo hai messo? non ricordo se lo avevi detto.

non so se sia giusto ma per adesso ha montato una turbina tolta da una punto td, non so altro pero nella chiocciola di aspirazione ce scritto A/R48

Bisogna che vedo che turbo è.... Non ricordo cosa monta la punto td

non ci sono altre scritte l'unica e quella e poi T2, altro non ce..

posso dirti che la girante dell'aspirazione e piu piccola mentre quella dello scarico e piu grande,,