Un componente che potrebbe sparire presto, grazie alle auto elettriche, ha tanti dettagli da urlo. Conosci davvero la tua automobile ?
Il turbocompressore rappresenta una delle tecnologie più sofisticate e apprezzate nel mondo dell’automobilismo moderno, soprattutto nelle vetture sportive e nelle supercar. Tra le varie evoluzioni di questo sistema, il motore twin-turbo si distingue per la sua capacità di coniugare potenza, efficienza e risposta dinamica. Solo gli esperti di motori conoscono i dettagli più complessi di questa tecnologia, che oggi andiamo a esplorare in modo approfondito.
Un turbocompressore è essenzialmente un compressore che sfrutta i gas di scarico del motore per far girare una turbina ad altissimi giri. Questa turbina aspira aria esterna, la comprime e la invia nella camera di combustione, aumentando così la quantità di ossigeno disponibile. Il risultato è un miglioramento della combustione, con un aumento della potenza e dell’efficienza del motore. Per combinare in modo ottimale aria e carburante, il motore necessita di un rapporto ideale aria:carburante di 14:1, e il turbocompressore facilita questo processo permettendo di iniettare più aria senza aumentare meccanicamente la potenza richiesta.
Tuttavia, il sistema presenta una caratteristica nota come turbo lag, ovvero un ritardo nella risposta del turbocompressore alle variazioni di regime motore, dovuto al tempo necessario affinché la turbina raggiunga la velocità di rotazione ottimale.
Come funziona un motore twin-turbo?
Un motore twin-turbo, o bi-turbo, utilizza due turbocompressori per migliorare ulteriormente la gestione dell’aria e quindi la potenza erogata. Questi due turbocompressori possono operare in parallelo, in sequenza o in configurazioni più complesse. Nei motori a “V”, come un V8, ciascun turbo alimenta una bancata di cilindri, mentre nei motori in linea vengono alimentati da un unico collettore di scarico.
Una configurazione molto sofisticata, adottata in vetture di alta gamma come la Mercedes-Benz AMG GT 2025 o la McLaren Artura, è il cosiddetto “hot V”, in cui i turbocompressori sono posizionati tra le due bancate di cilindri. Questo permette di ridurre gli ingombri e migliorare l’efficienza del flusso dei gas di scarico, ma richiede un design molto elaborato e costoso.
È importante sottolineare che il termine twincharged non è sinonimo di twin-turbo: il twincharged combina turbocompressore e compressore meccanico (supercharger) per ottenere prestazioni ancora più bilanciate e una pronta risposta a tutti i regimi.
Tipologie di motori twin-turbo e loro applicazioni
Configurazione parallela
Questa è la più semplice e comune: due turbocompressori di dimensioni uguali lavorano contemporaneamente, ognuno alimentando metà dei cilindri. Questa disposizione riduce il turbo lag perché i turbocompressori sono più piccoli e richiedono meno energia per entrare in funzione. È molto usata nei motori a “V” e facilita una risposta più immediata e lineare.
Configurazione sequenziale
Nel sistema sequenziale, i due turbocompressori hanno dimensioni diverse. Il più piccolo entra in funzione ai bassi regimi, mentre il più grande si attiva quando il motore raggiunge regimi elevati. Questa soluzione è ideale per minimizzare il turbo lag e garantire una potenza costante e fluida su tutta la curva di erogazione. Un esempio celebre è il Toyota Supra A80, che ha fatto scuola nel mondo delle auto sportive grazie a questa tecnologia.
Configurazione in serie (compound)
Qui i turbocompressori lavorano in cascata: il primo comprime l’aria che viene poi ulteriormente compressa dal secondo. Questa configurazione è tipica di motori diesel ad alte prestazioni o di applicazioni specializzate come i motori aeronautici, dove la compressione doppia aiuta a mantenere la potenza anche ad altitudini elevate. Tuttavia, questa soluzione aumenta sensibilmente il turbo lag.
Vantaggi e svantaggi dei motori twin-turbo
Vantaggi:
- Aumento significativo della potenza: La maggiore quantità di aria e carburante permette di sfruttare al massimo il volume del motore.
- Riduzione del turbo lag: Soprattutto nelle configurazioni parallele e sequenziali, la risposta è più immediata rispetto a un singolo turbo di grandi dimensioni.
- Maggiore efficienza: Un motore twin-turbo può essere più piccolo e leggero rispetto a un motore aspirato di pari potenza, con consumi potenzialmente inferiori.
Svantaggi:
- Costi elevati: La complessità meccanica e la presenza di più componenti aumentano i costi di produzione, manutenzione e riparazione.
- Ingegneria complessa: Occorre un design molto sofisticato per integrare i due turbocompressori, soprattutto nelle configurazioni “hot V”.
- Possibile aumento del turbo lag: In alcune configurazioni, come quella in serie, il ritardo nella risposta può essere più marcato, con una sensazione di “scatto” improvviso nella potenza.
La storia del twin-turbo inizia ufficialmente con la Maserati Biturbo del 1981, prima vettura di serie a montare due turbocompressori in parallelo su un motore V6 da 2.0 litri. Nel corso degli anni, modelli iconici come la Porsche 959 e la Ferrari F40 hanno adottato sofisticati sistemi twin-turbo per raggiungere livelli di performance straordinari.
Nel panorama più recente, modelli come la Nissan Skyline GT-R R34 e la già citata Toyota Supra A80 hanno reso celebre la configurazione sequenziale, mentre la tecnologia si è evoluta fino a raggiungere applicazioni su vetture di lusso e supercar di ultima generazione, confermando il twin-turbo come una delle soluzioni più interessanti per coniugare potenza, efficienza e guidabilità.
