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Turbo elettrico: è un turbocompressore o un compressore?

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Tradotto con l'aiuto dell'intelligenza artificiale dal nostro articolo originale (fonte: autoride.io)

Se navighi su Internet, potresti imbatterti in varie discussioni sul turbo elettrico. Ecco perché abbiamo deciso di esaminare questo argomento e spiegare a cosa serve un turbo elettrico.

Ma prima di tutto, dobbiamo rispondere a una domanda fondamentale. È un turbocompressore o un compressore?

Sommario

Turbocompressore o compressore?

C'è solo una semplice risposta a questa domanda. Il turbo elettrico è alimentato dall'elettricità. Tuttavia, considerando la differenza fondamentale tra un turbocompressore e un compressore, ci renderemo presto conto che non può essere un turbocompressore o un compressore.

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La differenza fondamentale tra un turbocompressore e un compressore è che un compressore è azionato meccanicamente tramite una cinghia attaccata all'albero motore. Al contrario, un turbocompressore è azionato dai gas di scarico del motore.

Vari vantaggi o svantaggi di una data sovralimentazione del motore dipendono dalla trasmissione del compressore e del turbocompressore.

Turbocompressore:

Un turbocompressore aumenta la pressione nel collettore di aspirazione utilizzando i gas di scarico che fanno girare la sua turbina. La turbina, che viene azionata sfruttando i gas di scarico, è collegata alla turbina situata nel condotto di aspirazione, assicurandone la trasmissione.

Grazie alla rotazione della turbina del turbocompressore, l'aria viene forzata nei cilindri, il che garantisce una maggiore potenza per il motore. L'aumento di potenza è dovuto al fatto che il motore riceve molte più molecole di ossigeno dallo stesso volume d'aria perché l'aria è pressurizzata.

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Poiché i gas di scarico azionano il turbo, è chiaro che l'effetto del turbo non si verifica immediatamente, ma solo dopo che viene superato un certo numero di giri quando la pressione nel tubo di scarico aumenta abbastanza da far girare la turbina. Questo è il motivo per cui l'effetto del turbocompressore è percepibile solo dopo aver superato circa 2000 giri/min, a seconda delle dimensioni e del tipo di turbocompressore.

I grandi turbo sono meno efficienti a bassi regimi, con conseguente minore pressione del collettore di aspirazione. Al contrario, i turbocompressori più piccoli girano più velocemente a regimi inferiori, ma non possono fornire aria compressa sufficiente a regimi più elevati.

Il turbocompressore è quindi limitato da una certa gamma di regimi del motore a seconda delle dimensioni e del tipo.

Compressore:

Il compressore ha la stessa funzione del turbocompressore, ma a differenza di esso non è azionato dai gas di scarico, ma meccanicamente da una cinghia collegata all'albero motore. Rispetto a un turbocompressore, il compressore ha un grande vantaggio: non soffre di turbo lag e reagisce istantaneamente alla pressione del pedale dell'acceleratore.

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Poiché il compressore utilizza l'energia del motore per la sua guida, prende una certa energia dal motore. Alla fine, tuttavia, darà in cambio più potere. Un altro svantaggio del compressore è la sua minore efficienza adiabatica rispetto al turbocompressore.

Efficienza adiabatica è la capacità di un compressore di comprimere l'aria senza aggiungere calore in eccesso all'aria. Più bassa è la temperatura dell'aria, più densa è l'aria e contiene più molecole di ossigeno. Quindi i compressori aggiungono più calore all'aria rispetto ai turbocompressori, rendendoli meno efficienti.

turbo elettrico:

Il turbo elettrico è un capitolo a sé. È una turbina che viene fatta girare usando l'elettricità. Il turbo elettrico non ha bisogno di energia dai gas di scarico per la sua propulsione, perché utilizza un motore elettrico e una batteria speciale per la sua propulsione.

Grazie a questo, il turbo elettrico ha diversi vantaggi. Probabilmente il più grande è la completa eliminazione del turbo lag e l'immediato aumento della pressione nel collettore di aspirazione dopo aver premuto il pedale dell'acceleratore e, quindi, l'immediato inizio della potenza. Ciò consente una migliore risposta del motore e minori consumi di carburante ed emissioni.

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Un turbo elettrico può regolare la velocità della sua turbina modificando la velocità del motore elettrico. Questo tipo di turbo non necessita di dispositivi aggiuntivi, come una valvola di sfiato, wastegate o lame variabili, per regolare il turbo lag.

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L'elica del turbo elettrico può girare quasi istantaneamente a circa 100.000 giri/min. Quando il motore è al minimo, la turbina ruota costantemente a una velocità di circa 8.000 giri/min.

Tuttavia, il turbo elettrico non viene utilizzato in modo indipendente per sovralimentare il motore. Ad alti regimi del motore, l'energia della batteria speciale non sarebbe sufficiente per far girare la turbina a una velocità sufficiente.

Quando si utilizza un accumulatore più potente o un numero maggiore di tali accumulatori, il prezzo di un turbo elettrico con modifica dell'intera rete elettrica supererebbe il prezzo del resto dell'auto.

Ecco perché il turbocompressore elettrico funziona solo a bassi e medi regimi del motore, mentre ad alti regimi si spegne e lascia la funzione di sovralimentazione al classico turbocompressore.

Le richieste per il turbo elettrico sulla rete elettrica dell'auto sono relativamente elevate e rappresentano un serio problema. Affinché il turbo elettrico sia sufficientemente efficiente, le case automobilistiche dovrebbero aumentare la tensione nell'auto a 48 Volt.

Tuttavia, ciò sarebbe correlato alla modifica di tutte le parti possibili dell'auto, dalla batteria, passando per l'alternatore all'intera rete elettrica del veicolo, il che comporterebbe costi di produzione aggiuntivi, che tuttavia le case automobilistiche stanno cercando di ridurre.

Vantaggi:

  • Completa assenza di turbo lag
  • Non necessita di apparecchiature aggiuntive per la regolazione della pressione di riempimento
  • Non è soggetto ad elevato carico termico

Svantaggi:

  • Prezzo elevato
  • Questione di affidabilità
  • Richiede una batteria speciale che alimenta questo turbo
  • Complessa rete elettrica dell'auto