Salve,
riprendo un vecchissimo topic perché ho intenzione di montare un downpipe e mi sembra che alcune tranches di ragionamento non filino moltissimo.
Innanzitutto, vi anticipo che ho notato netti miglioramenti di fluidità e spinta del motore ai bassi regimi da quando ho chiuso la EGR e, successivamente, ho installato un doppio scarico ragazzon eliminando il catalizzatore centrale (ho una GT 1.9 JTDm del 2004 - Euro 3).
In entrambi i casi, ho potuto apprezzare un incremento di prestazioni, come detto, ai bassi regimi ed un'estrema fluidità dell'erogazione.
Anche i consumi ne hanno tratto giovamento, di solito non scendo sotto i 18-19 Km/l di media e posso arrivare ai 22 Km/l con una guida (estremamente) accorta. Ciò dimostra il buon rendimento del propulsore.
Preciso che, al controllo dei gas di scarico in sede di revisione, è tutto risultato perfettamente in ordine, con risultati migliori di un Euro 4.
Di solito non utilizzo il motore agli alti regimi e, quelle rare volte che accade, non mi danno abbastanza elementi per valutarne le differenze.
Non mi prendete per un guidatore-nonnetto (ho avuto diverse moto da corsa alle quali ho dato briglia sciolta), ma un'auto, per quanto brillante, non arriverà mai a tali prestazioni.
Detto questo, mi sembra che ci sia un po' di confusione su alcuni concetti fondamentali.
Senza scendere nel discorso delle onde di pressione (e di contropressione), per le quali è indispensabile l'accordatura del tubo di scarico, volevo fare una precisazione su un punto.
Premetto di non essere ingegnere e che, forse, dirò qualche inesattezza, ma più o meno il concetto dovrebbe essere quello.
Il turbocompressore è formato da due parti: la turbina ed il compressore.
La turbina, intercettata dai gas di scarico, è come una girandola.
Se soffiamo su una girandola, essa gira con velocità proporzionale alla velocità del nostro soffio ed alla quantità d'aria che riusciamo a soffiare. Se mettiamo una girandola in un contenitore che le lasci poco spazio dietro (quindi non lascia defluire agevolmente l'aria reflua), la girandola va più lenta, perché nella scatola si crea una pressione contraria che agisce sulle alette in maniera contraria, rallentandola.
La velocità e la libertà con la quale gira una turbina dipendono quindi, a monte, dalla quantità e dalla velocità dei gas di scarico (che, stando in un sistema chiuso quale un tubo di scarico, implicherà necessariamente anche una certa pressione, risultante dalla somma degli altri due fattori) ed a valle da una mancanza di pressione contraria che ne rallenti il deflusso e spinga in verso contrario sulle palette della turbina.
Il precat, oltre ad aumentare la temperatura dei gas di scarico per la sua attività di catalisi, crea un aumento di pressione nei collettori di scarico (fa da tappo o, se si preferisce, da resistenza) ed una diminuzione della stessa pressione a valle dello stesso precat e, quindi, a monte della turbina, con la conseguenza (almeno teorica) di un aumento del lag (è come soffiare sulla famosa girandola mettendo in bocca una sigaretta e soffiando attraverso essa.
Sia il precat che il cat, quindi, agiscono come due sigarette, applicate una in entrata ed una in uscita dalla turbina e ne ostacolano (ovviamente solo in parte) il funzionamento.
Facendo un piccolo accenno al discorso delle contropressioni, sicuramente è una cosa che andrebbe studiata caso per caso, ma ritengo che l'accordatura (anche da parte della casa madre) sia inevitabilmente un compromesso, considerando che il motore non gira sempre allo stesso regime e, pertanto, varia continuamente la frequenza di queste onde. Inoltre, avrà un certo peso, non certo positivo, la necessità di abbattere il livello di emissione acustica, che comporterà inevitabilmente l'adozione di un silenziatore conformato in modo da ridurle.
C'è da dire, però, che lo stesso silenziatore di scarico, con le sue camere, fa da tappo ed incide sicuramente sulle onde di contropressione, a meno di avere un tubo dritto e basta.
Essendo una problematica di fluidodinamica, su di essa incidono tantissimi fattori, alcuni rilevanti (forma, dimensioni e temperatura dei condotti di scarico, pressione e temperatura dei gas, resistenze ed altri ostacoli, turbolenze, etc.) ed altri trascurabili (temperatura dei gas che incida sul moto delle molecole a contatto con le giranti della turbina).
Anche la forma del downpipe è fondamentale ed incide differentemente a seconda che sia, ad esempio, costruito con una curva morbida e sinuosa o da curve nette a 90°. Ciò, tanto per i rallentamenti che subiscono i gas di scarico che si trovino a scontrarsi con ostacoli, sia per eventuali turbolenze nel flusso dei gas, che impatterebbero la girante della turbina non più in maniera perpendicolare, ma elicoidale, facendole perdere una parte della sua forza (è come se l'aria si avvitasse intorno alla paletta e non più come se la spingesse). Per verificare questi punti, però, bisognerebbe avere la possibilità di studiarne i flussi come si fa per l'aerodinamica delle carrozzerie.
Discorso diverso investe il lato compressore.
Lì c'è bisogno di parecchia aria disponibile a monte (tale da non creare depressioni o rarefazioni nell'aria che entra nel compressore), ergo (sempre teoricamente) una scatola filtro quanto più grande possibile ed un filtro quanto più libero possibile (anche in questo caso entrano in gioco onde di pressione e contropressione ed anche un effetto di inerzia dell'aria).
A valle del compressore, ovviamente, c'è l'aria da esso compressa e, di conseguenza, riscaldata. Lì è importante che non ci siano parti eccessivamente elastiche che ammortizzino troppo le differenze e, più in particolare, gli aumenti di pressione (tubi dell'intercooler), altrimenti si avvertirà di più il turbolag.
La pressione dovrebbe (dico dovrebbe perché non lo so per certo) essere controllata dalla centralina che, in caso di sovrapressione, dovrebbe azionare la valvola wastegate e l'attuatore della geometria variabile della turbina.
La geometria variabile dovrebbe far sì che la superficie delle alette della turbina intercettate dai gas di scarico sia inferiore (è come se soffiassimo solo un lato della girandola e non su tutta) e, di conseguenza, farle raggiungere un numero inferiore di giri.
A valle, la wastegate dovrebbe eliminare l'aria in eccesso riducendo l'eccesso di pressione che danneggerebbe il motore.
Ergo, a mio avviso, per il semplice funzionamento ottimale del turbocompressore, la teoria vuole un tubo rettilineo che parta dai collettori di scarico e finisca subito dopo la turbina.
Siccome, però, l'efficienza del turbocompressore non è l'unico elemento in gioco, bisognerà tener conto di altri fattori, quali le onde di contropressione.
Volendo fare un minimo di speculazione (non avvalorata da dati empirici, ma solo teorica) si dovrebbe affermare che l'onda di contropressione, generata dall'impatto dell'onda acustica generata dai gas di scarico con l'ambiente esterno che si trova a pressione inferiore, in un motore turbocompresso, avvenga anche molto prima, ossia a contatto con le giranti della turbina, con varie possibili conseguenze.
Potrebbe darsi che la contropressione acustica si limiti ad incidere, ai fini del corretto funzionamento del motore, per il tratto che va dalle valvole di scarico del cilindro al turbo o che, magari, l'impatto con le giranti della turbina le modifichi solo parzialmente, magari alterandone frequenza o intensità.
Qui, per avere maggiori certezze, occorrerebbe conoscere i risultati di studi specifici anche se, a mio parere, ogni caso fa storia a sè.
La conseguenza è che modifiche e "stappamenti" vari sicuramente incidono sulla curva di erogazione della coppia, ma bisogna vedere sul campo se in maniera positiva o negativa.
In definitiva, i catalizzatori, così come le EGR, sono stati introdotti solo per fingere che le automobili inquinano di meno e non sono certo qualcosa che le migliora dal punto di vista prestazionale. C'è anche da dire che, sicuramente, una volta progettati i motori già muniti di questi componenti, si cerca di ottimizzarne il funzionamento tenendo conto anche della loro presenza.
Sperando di non avervi tediato con questo mio post chilometrico, vi saluto affettuosamente.
