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Attuatori turbo pneumatici vs ibridi vs controllati elettricamente
Il principio del turbo a geometria variabile (VGT) sarà anche stato brevettato da Garrett negli anni '50, ma fu solo nel 1988 che la prima auto di produzione fu equipaggiata con un tale turbo. Il primo VGT (che era tr al'altro raffreddato ad acqua) è stato utilizzato sul motore da 2,0 litri della Honda Legend. Negli anni che seguirono, la tecnologia divenne sempre più mainstream e al giorno d'oggi è indispensabile. Sebbene l'operazione sia rimasta sostanzialmente la stessa per tutti questi anni, sono sorte diverse varianti per il controllo delle pale nel VGT. Come funzionano esattamente queste tecniche? Puoi leggerlo in questo articolo!
Cosa fa esattamente un attuatore di questo tipo?
Il grande vantaggio di un turbo con geometria variabile rispetto ai tradizionali turbocompressori fino a quel momento è che utilizza pale regolabili. Modificando la posizione delle pale, è possibile variare la quantità di gas di scarico che entra nel turbo. Ma per garantire che la posizione delle pale potesse essere effettivamente regolata, nacque l'idea dell'attuatore turbo: poiché un VGT è solo meccanico, è stato necessario installare un dispositivo aggiuntivo con lo scopo di regolare secondo necessità le palette. Nel corso degli anni sono apparse sul mercato diverse varianti di questi attuatori. Ne discuteremo di seguito!
L'attuatore pneumatico
Innanzitutto una informazioni di servizio per evitare confusione: non troverai un attuatore completamente pneumatico su un VGT. Tuttavia, per capire perché i primi VGT hanno utilizzato un attuatore basato sulla pressione dell'aria e sull'elettronica, spiegheremo come funziona un attuatore pneumatico.
Gli attuatori pneumatici funzionano grazie alla pressione dell'aria nel collettore di aspirazione. Non appena il turbo inizia a funzionare, questa pressione dell'aria si accumula lentamente. Non appena questa pressione dell'aria raggiunge un limite prestabilito, l'attuatore apre una valvola nel turbo, noto anche come wastegate. La pressione dell'aria in eccesso può fluire in sicurezza attraverso questa valvola prima che raggiunga il motore. Il turbo non può quindi mai generare più della pressione massima impostata.
L'attuatore ibrido
L'attuatore ibrido è un sistema che utilizza convenientemente l'attuatore pneumatico sopra descritto. Una valvola di regolazione elettrica (spesso posizionata tra l'attuatore pneumatico e il collettore di aspirazione) controlla la pressione dell'aria che può fluire all'attuatore pneumatico. L'attuatore pneumatico non controlla più il wastegate, ma le pale del VGT.
La valvola di regolazione elettrica è controllata dalla ECU: un segnale dalla ECU fa aprire o chiudere la valvola di regolazione elettrica, in modo che l'attuatore pneumatico regoli più o meno le pale. L'attuatore ibrido diventa così un sistema dinamico.
L'attuatore elettrico
Come suggerisce il nome, un attuatore elettrico è completamente controllato dall'elettronica. Pertanto la pressione dell'aria non viene più utilizzata. Invece, viene utilizzato un motore passo-passo: un motore DC senza spazzole (brushless) che può impostare le pale in diverse posizioni. Il principale vantaggio rispetto all'attuatore ibrido appena menzionato è che questo attuatore elettrico può reagire più rapidamente e con maggiore precisione nella pratica.
Dall'arrivo dell'attuatore elettrico, il resto della tecnologia nell'auto non si è fermato. Una moderna ECU ha quindi un'enorme quantità di informazioni, qualcosa che può anche essere utile per controllare il VGT. Per fare un esempio: con un motore freddo non vuoi che il turbo funzioni al massimo, al contrario di quando metti la macchina in "Modalità Sport" con motore caldo. Questa funzionalità è ora possibile perché sensori, attuatori e sistemi possono lavorare tutti insieme. L'attuatore elettrico è quindi più dinamico che mai. Un grande passo avanti!
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