Ammortizzatore

L'ammortizzatore è un sistema che ha lo scopo di smorzare l'oscillazione o rallentare un movimento (compressione o estensione) delle sospensioni di un macchinario.

Funzione 

Gli ammortizzatori devono assorbire il rimbalzo/oscillazione della sospensione o più precisamente della ruota, per fare ciò devono assorbire e dissipare l'energia che viene impressa o sprigionata dalla sospensione. Una considerazione in fase di progettazione o la scelta di un ammortizzatore è l'energia che andrà, nella maggior parte di casi, convertita in calore all'interno del fluido viscoso, come nel caso di sospensioni idrauliche, il fluido idraulico contenuto in cilindri idraulici si riscalda, in altri ammortizzatori come ad esempio quelli elettromagnetici, l'energia dissipata può essere immagazzinati e utilizzati in seguito.

Descrizione 

Nella maggior parte dei casi (ammortizzatori idraulici o pneumatici) assumono la forma di un cilindro con un pistone che scorre all'interno (sono telescopici), dove il cilindro esterno (fodero) è riempito con un fluido (come fluido idraulico) o per via aerea (sistemi pneumatici), mentre il pistone dello stelo (cilindro interno) agisce su di esso.

Uso 

Gli ammortizzatori sono una parte importante per le automobili e le moto, così come i carrelli d'atterraggio degli aeromobili e gli appoggi per molte macchine industriali, ma sono stati sviluppati anche ammortizzatori più grandi, utilizzati per esempio in ingegneria civile per ridurre la suscettibilità delle strutture ai danni causati da un terremoto. Esistono anche ammortizzatori montati trasversalmente, chiamato smorzatore d'imbardata, che aiuta le automotrici a mantenere l'eccessivo ondeggiare da un lato all'altro e sono importanti per le ferrovie ad uso trasporto pubblico. Il successo delle tecnologie passive di smorzamento in ampiezze di vibrazione, potrebbe essere accertato con il fatto che essa ha una dimensione di mercato di circa 4,5 miliardi dollari.

Ammortizzatore per veicoli 

In un veicolo, viene utilizzato per ridurre l'effetto sgradevole che si ha nel viaggiare su terreno accidentato, portando ad una migliore qualità di guida e l'aumento del comfort, infatti senza ammortizzatori, le ruote del veicolo potrebbero rimbalzare, infatti l'energia viene assorbita e poi rilasciata violentemente, il che potrebbe portare a superare i limiti di movimento della sospensione, andando a battere contro i finecorsa meccanici.

Per il controllo del movimento della sospensione, senza un assorbimento/freno degli urti/oscillazioni tramite ammortizzatore richiede delle sospensioni più rigide, che a sua volta porta ad avere una dura risposta nel caso si affronti una buca o un ostacolo da parte della sospensione, dato che la forza della molla che contrasta con la compressione della stessa, si trasmette anche al telaio e al guidatore/passeggero, si ha un maggiore avvertimento del transito su tale ostacolo.
L'ammortizzatore consente l'uso di molle della sospensione più morbide, perché controlla la velocità di movimento della sospensione in risposta agli urti, questa sua funzione è coadiuvata anche dall'isteresi dello pneumatico stesso, che tramite la sua elasticità smorza l'oscillazione delle masse non sospese.

Tipo di controllo/effetto 

Gli ammortizzatori possono essere a seconda della funzione ammortizzante:

• Singolo effetto, questi ammortizzatori agiscono solo in una delle due direzioni/situazioni (compressione o estensione) mentre l'altra è libera di scorrere senza restrizioni, questo tipo d'ammortizzatore sono generalmente utilizzati sulle forcelle delle moto, dove con le forcelle teleidrauliche si hanno due ammortizzatori.
• Doppio effetto, agiscono sia in estensione che in compressione e generalmente sono ammortizzatori singoli, come nel caso dell'applicazione delle automobili o nei monoammortizzatori posteriori delle motociclette.

Tipo d'ammortizzatore 

Gli ammortizzatori possono essere di molti tipi:

Ammortizzatore idraulico 

L'ammortizzatore idraulico è composto da due cilindri coassiali, uno esterno anulare e uno interno nel quale scorre uno stantuffo con lo stelo ancorato al telaio o viceversa. Il cilindro interno è sempre pieno d'olio, quello esterno solo parzialmente e Il volume di olio nei due cilindri è regolato da vari sistemi, inoltre possono essere del tipo a singolo effetto e quindi avere una valvola di compressione e da una di compensazione (rispettivamente di rimbalzo e aspirazione), che servono a collegare i due cilindri coassiali in modo che ci sia il freno idraulico in una sola azione (estensione o compressione) e costringono l'olio a scorre in determinate finestre o in sistemi che ne regolino il flusso, oppure essere a doppio effetto e in questo caso si ha solo i sistemi di regolazione dello smorzamento.

Nei motoveicoli, generalmente l'ammortizzatore è munito di una molla interna e in questo caso assume il nome di forcella telescopica o teleidraulica.

Funzionamento 

L'ammortizzatore a olio si basa sulla viscosità dell'olio, sul lume di passaggio e sulla velocità di compressione, dove in condizione di lume costante si ha un aumento esponenziale della resistenza allo scorrimento all'aumentare della velocità di compressione e quindi di scorrimento dell'olio.^[1]

Struttura 

Gli ammortizzatori idraulici possono essere:

Bitubo 

Schema di ammortizzatore idraulico (bitubo)

Questo tipo d’ammortizzatore è caratterizzato dall'uso di due tubi concentrici in cui scorre il pistone (nel tubo più piccolo), lo spazio tra essi è parzialmente occupato da azoto o aria per compensare il volume dello stelo che viene occupato o liberato nei suoi movimenti telescopici.

Durante la fase di compressione l'ammortizzatore si accorcia, un volume d'olio pari a quello dello stelo si travasa nel cilindro esterno attraverso la valvola di compressione, parte dell'olio che si trova nel cilindro interno sale sopra lo stantuffo attraverso la valvola di aspirazione, durante quest'azione l'aria intrappolata si comprime e questo permette di aumentare la resistenza dell'ammortizzatore, facendo spostare il movimento dell'olio sempre più attraverso la valvola di aspirazione.

In fase di rimbalzo o estensione avviene l'opposto: l'ammortizzatore si allunga, l'olio rientra dal cilindro esterno a quello interno per effetto di una depressione che crea lo stantuffo, attraverso la valvola di compensazione. Contemporaneamente nel cilindro interno l'olio passa dalla parte superiore dello stantuffo alla parte inferiore, per effetto della salita dello stantuffo che apre la valvola di compensazione.

Questo tipo d'ammortizzatore permette una elevata flessibilità nella regolazione/variazione/gestione delle caratteristiche di smorzamento e la presenza di azoto in bassa pressione minimizza i fenomeni di cavitazione e l'emulsione dell'olio, prestandosi a una eccellente performance.

Esistono anche altre disposizioni del bitubo, dove non si ha il pompante centrale, ma il tubo centrale svolge la funzione di pompante e ammortizzatore, assieme a un tubo centrale cavo fisso al tubo esterno, questa è la disposizione tipica delle soluzioni meccaniche.

Monotubo "De Carbon" 

Schema di ammortizzatore oleopneumatico (monotubo)

Questo tipo d’ammortizzatore è caratterizzato dall'uso di un tubo in cui scorre il pistone, è caratterizzato dall'uso di una camera pneumatica (ad alta pressione) con pressioni maggiori ai 10 bar e di olio.

Questi due elementi sono separati da un pistone flottante, inoltre questo tipo di ammortizzatore non ha limiti d'inclinazione e non si ha la cavitazione.

Quest'ammortizzatore non si differenzia molto dal precedente per il funzionamento, infatti il pistone che è immerso nell'olio ha sempre le due valvole per i due versi di scorrimento, dove nel caso della compressione si ha il travaso dell'olio nella parte superiore del pistone, ma dato che non si può avere una trasferimento immediato, la camera pressurizzata si comprime per permettere una maggiore costanza nell'azione dell'ammortizzatore, che se paragonata al bitubo svolge la funzione dell'aria intrappolata nel tubo esterno.

Monotubo "Allinquant"

Questo tipo d’ammortizzatore è molto simile al precedente, ma la camera pneumatica non è posta dentro al tubo, ma di lato e messa in comunicazione tramite un passaggio calibrato.

Quest'ammortizzatore si comporta esattamente come il precedente, solo che la camera pressurizzata essendo posta di lato l'olio fuoriesce dal cilindro e va dentro questa camera, dove il gas è isolato tramite una membrana.

Soluzione ammortizzante

Per avere una funzione ammortizzante bisogna utilizzare una soluzione specifica o combinazioni di queste in modo d'avere una forza frenante.

L'azione smorzante di questi sistemi sarà maggiore in proporzione alla velocità con cui l'ammortizzatore si accorcia, ma questa relazione varia a seconda delle soluzioni adoperate.

A flauto 

Questo sistema è stato superato, ma viene usato ancora per mezzi economici, data la sua economicità e semplicità, difatti l'olio è obbligato a scorrere su delle fenestrature di dimensioni fisse.^[2]

Questa caratteristica determina una resistenza ridotta o nulla alle basse velocità (di compressione), mentre può risultare eccessiva alle alte velocità (di compressione) e anche se può essere munito di regolazioni per variare la resistenza del freno idraulico, comunque sia il suo arco di funzionamento risulta essere ridotto, determinando sia condizioni di freno inefficace che fasi di freno eccessivo in particolar modo alle diverse velocità di compressione.

A fenestratura variabile 

Questo sistema utilizzato sulle forcelle solo per la funzione di compressione, è un'evoluzione del sistema a fenestratura, dove non si fa scorrere l'olio dentro a un flauto forato, ma si utilizza lo stelo e il tubo centrale (vincolato al fodero e con forma a cono) per determinare la resistenza dell'ammortizzatore, dove nei primi millimetri di compressione si ha poca resistenza per il grande lume di passaggio che si ha tra stelo e tubo centrale, mentre nelle fasi finali di compressione si ha una ridotta sezione di passaggio per via della forma del tubo centrale.

Questo permette d'avere un aumento della resistenza idraulica man mano che si comprime la forcella, riuscendo a conferire un'ottima elasticità e anche un comportamento anti-affondamento della forcella o sospensione, senza compromettere la qualità della marcia, ma dato che comunque sia la sezione di passaggio dell'olio non varia in base alla velocità di compressione, si ha sempre un comportamento piuttosto variabile rispetto alle diverse velocità di compressione.

A pistone flottante

Questo sistema permette d'avere entrambi gli effetti ammortizzanti in un unico elemento, le quali hanno caratteristiche del tutto paragonabili ai sistemi a flauto e che non riescono ad avere un comportamento lineare alle diverse velocità di scorrimento, perché esattamente come i sistemi a flauto si basano sui passaggi calibrati, questa tipologia di ammortizzatore è generalmente composta in due parti, un disco forato assialmente e munito di una o più lamelle (costituisce una valvola unidirezionale del tipo aperto o chiuso) ed il pompante flottante munito di forature assiali del tutto simile alla cartuccia, in un'azione il pompante rimane premuto alla cartuccia tramite una molla e la resistenza dell'ammortizzatore viene definita dai fori della cartuccia e del pompante, mentre nella seconda azione il pompante scorre scorre e si allontana dalla cartuccia e la resistenza è definita dal lume che si crea tra cartuccia e pompante e dai fori del pompante.

A cartuccia 

Questo sistema è caratterizzato dal passaggio obbligato (tramite pompante) dell'olio tramite una finestra tenuta chiusa da una o insieme di rondelle flessibili, le quali determinano la sezione de condotto di passaggio della cartuccia/pompante, dove alle basse velocità di scorrimento dell'olio si avranno sezioni di passaggio piccole, mentre per velocità più alte le sezioni di passaggio sono più elevate.^[3][4]

Questo sistema ha il vantaggio non solo di essere più costante nell'azione del freno idraulico alle diverse velocità di compressione, ma anche di poter regolare l’idraulica in modo più semplice, dove le regolazioni esterne agiscono sul precarico della molla che tiene chiuso il pacchetto di lamelle contro il condotto di passaggio, oppure possono agire sull'apertura di un foro ausiliario che bypassa la cartuccia pompante in una determinata azione (compressione o estensione). L'inconveniente viene dal fatto che risulta difficile e che generalmente non viene ricercata ed ottenuta la variazione dello smorzamento in base alla corsa della sospensione.

A cartuccia a doppia velocità (ammortizzatore selettivo) 

Sono molto simili alle precedenti, ma con l'aggiunta di una valvola supplementare (alte velocità), dove generalmente si ha un deposito supplementare per l'olio (generalmente esterno), questo sistema infatti agisce solo quando le sollecitazioni sono elevate e quindi quando la l'olio è molto compresso, facendo aprire questo secondo passaggio aumentando la sezione di passaggio e riducendo il freno idraulico che risulterebbe eccessivo, ed è per via di questo comportamento che prende il nome di ammortizzatore selettivo.

Questo sistema ha il vantaggio non solo di essere più costante nell'azione del freno idraulico, ma di permette di regolare indipendentemente l’idraulica veloce o lenta (velocità di scorrimento), dove con le regolazioni esterne, che agiscono sul precarico della molla che tiene chiuso il pacchetto di lamelle contro il condotto di passaggio che determina l'area di passaggio, si riesce ad avere un comportamento decisamente più costante e adatto ai diversi tipi d'impiego.^[5]

Ammortizzatori a effetto magnetico 

Questo tipo d'ammortizzatore effettua lo smorzamento tramite lo sfruttamento delle correnti parassite, risultando del tutto simile a un generatore, che prende energia meccanica dalla sospensione, per poi trasformarla in corrente.

Ammortizzatore pneumatico 

Questo tipo d'ammortizzatore utilizza un gas che durante la compressione o estensione deve scorrere attraverso un orifizio, in modo d'assorbire l'energia a cui viene sottoposto, inoltre data l'elasticità del gas, potrebbero essere usati anche come sospensioni.

Ammortizzatore a frizione 

Ammortizzatore a frizione

Questo tipo d'ammortizzatore non è altro che una frizione tenuta più o meno serrata, costituita da dei dischi in cuoio, che vengono premuti tra loro tramite un tirante e ad ogni capo di tale frizione si hanno due braccia, collegata una alla sospensione/ruota, mentre l'altra è collegata al telaio, questo tipo di smorzamento veniva utilizzato sulle vecchie moto e auto, come la Ford Model T.

La caratteristica di quest'ammortizzatore è l'elevata semplicità, che ne permette una semplice e intuitiva regolazione, così come la rigenerazione dei dischi tramite semplice sostituzione, inoltre ha una resistenza molto costante rispetto alle diverse situazioni operative, anche se risulta maggiore poco prima che la sospensione inizi l'escursione, questo perché questa tipologia d'ammortizzatore si basa sull'attrito radente, inoltre la funzione ammortizzante può alterarsi facilmente per via dell'esposizione a agenti esterni e per l'usura precoce a cui è portata ad avere.

Pinza freno

La pinza freno è l'insieme di componenti che sorreggono le pastiglie freno e delle componenti che le muovono (pistoncini o cilindretti). I cilindretti sono costruiti generalmente in alluminio o acciaio cromato

Tipo di pinza 

Pinza flottante in rilascio

Pinza flottante all'inizio della pinzata

Pinza flottante pinzata

Ci sono due tipi di pinza freno:

• flottante, una pinza freno flottante grazie a un sistema di slittamento laterale, ha libertà di movimento rispetto al disco freno (che è del tipo fisso). Il cilindretto da un lato del disco freno spinge una pastiglia verso il disco, quando avviene il contatto esso comincia a tirare la pinza rendendo possibile anche il contatto della pastiglia dal lato opposto del disco.
• fissa, una pinza freno fissa non ha nessun movimento, mentre il disco freno può essere fisso (sistemi economici) o flottante. Utilizza uno o più coppie di cilindretti che schiacciano le pastiglie freno verso il disco su entrambe le facce dello stesso, è più complessa e più costosa del tipo flottante.

Struttura della pinza 

La parte esterna e di supporto dei pistoni della pinza può essere creata con diverse strutture, il che ne conferiscono diverse caratteristiche:

• A blocchi generalmente si trattano di due pezzi tenuti assieme da due o più viti il che ne permette una facile revisione, un costo di produzione e riparazione più basso
• Monoblocco caratterizzata da un unico elemento di supporto dei pistoni, generalmente questa struttura è tipica delle pinze flottanti, le quali grazie a questa caratteristica sono più rigide delle corrispettive pinze fisse, senza perdere l'economicità e la facilità di revisione, mentre con l'adozione di questa tipologia costruttiva anche per le pinze fisse, si è perso per queste ultime la facilità di revisione, con l'aumento dei costi produttivi, guadagnando la rigidità tipica delle pinze flottanti.

Inoltre a seconda del diverso tipo di collegamento che si può avere da un lato all'altro della pinza si ha anche la denominazione:

• Monoponte o singol bridge struttura tipica delle maggior parte delle pinze flottanti, dove il ponte di collegamento scorre lungo tutta la lunghezza della pinza
• Biponte o double bridge, struttura tipica della maggior parte delle pinze fisse del tipo a blocchi, dove le due parti della pinza vengono collegate tra di loro tramite ponti laterali
• triponte o triple bridge, struttura adottata da alcune pinze fisse monoblocco, dove oltre ai ponti laterali, si ha anche un ponte centrale

Collegamento pinza 

Le pinze per poter aver un'azione sul disco devono essere fissate a qualcosa, ed esistono vari metodi a seconda della tipologia di mezzo:

Autoveicoli e camion

Per i mezzi a quattro o più ruote la pinza può essere collegata nei seguenti modi:

• Piastra del mozzo, la pinza è collegata alla piastra che fa da mozzo alla ruota
• Piastra snodata, la pinza è fissata a una piastra che è vincolata a ruotare sull'asse del mozzo della ruota e tenuta in posizione da una leva, questo sistema permette un'autoregolazione dell'impianto durante i trasferimenti di peso e conseguenti variazioni d'assetto.

Motocicli e biciclette 

Per i mezzi a due ruote la pinza può essere collegata nei seguenti modi:

• Al fodero delle forcelle, tale collegamento hanno innumerevoli vantaggi; è il sistema più rigido, più leggero, meno costoso e più affidabile di tutti, per questo motivo è stato usato abbondantemente. L'inconveniente è che tale collegamento si può effettuare solo sulle forcelle telescopiche e non rovesciate, perché in quest'ultimo caso non si riuscirebbe ad avere pinza e pista frenante allineati.
• Radiale, questa tipologia di collegamento viene sempre utilizzato sulle forcelle a steli rovesciati, tale collegamento ha permesso di migliorare la rigidità e ridurre il peso dell'aggancio al piedino della forcella, ma quest'aggancio è generalmente più costoso e si rende migliore rispetto all'aggancio tramite asta solo in condizioni molto gravose per i freni, come nelle competizioni, anche se nel 2007 molte case hanno fatto vanto di tale sistema, applicandolo anche sui ciclomotori, questo sistema rispetto ai altri permette un facile e veloce adeguamento dell'attacco pinza per dischi di dimensioni maggiori, tramite l'uso di semplici spessori.
• Tramite asta, questo collegamento viene utilizzato con le forcelle a steli rovesciati, utilizza un'asta che partendo dal piedino della forcella posiziona la pinza freno all'altezza desiderata, questo sistema ha il vantaggio di permette una maggiore flessibilità di sostituzione delle forcelle, infatti non serve avere un fodero specifico per quella pinza frenante, ma è sufficiente rispettare il diametro del fodero, anche se tale sistema perde in qualità meccaniche rispetto al sistema tradizionale.
• Piastra oscillante, la pinza è fissata a una piastra che è vincolata a ruotare sull'asse del mozzo della ruota e tenuta in posizione da una leva che crea un quadrilatero snodato con il forcellone o un triangolo flessibile con la forcella, questo sistema è generalmente utilizzato sull'impianto posteriore e permette un'autoregolazione dell'impianto durante i trasferimenti di peso e conseguenti variazioni d'assetto.
• Piastra fissa, questo sistema è molto utilizzato per il sistema posteriore e la pinza è fissata a una piastra che è vincolata al forcellone.

Pistoncini e Cilindretti 

Il più diffuso sistema di pinza freno comprende un singolo pistoncino (generalmente in alluminio o acciaio cromato) attivato idraulicamente che si muove all'interno di un cilindretto. Il numero di pistoncini può aumentare a seconda delle necessità frenanti richieste dal progetto, fino a normalmente un massimo di 8. Le auto moderne hanno il circuito idraulico dei freni (che muove i pistoncini) sdoppiato per ragioni di sicurezza.

Misure 

Le misure dei pistoncini sono:

• Diametro maggiore è il diametro del pistoncino e maggiore sarà la quantità di liquido necessaria per il suo spostamento, inoltre maggiore è la sua misura e maggiore sarà la forza che potrà trasmettere alla pastiglia, ma come contro richiederà una maggiore corsa del comando del freno, oppure una modificazione del rapporto delle leve tra la pompa freno e il comando del freno o un aumento del suo diametro (in questi ultimi due casi si avrà anche un aumento della resistenza al comando del freno).
• Lunghezza questa misura dipende dalla tipologia di pinza freno e dai organi di consumo con cui deve lavorare

Disposizione 

La loro disposizione può essere di due tipi:

• Laterali, questi pistoncini sono disposti solo da un lato della pinza, questo tipo di disposizione viene utilizzato sulle pinze flottanti e per ridurre la possibilità di grippare i pistoncini, il numero dei pistoncini in questo caso è la metà di una pinza con pistoncini contrapposti, ma l'effetto sulla frenata rimane il medesimo, perché oltre ai pistoncini c'è l'effetto dato dalla pinza dall'altra parte del disco e che contribuisce con una forza pari a quella dei pistoncini, questo perché la pinza essendo flottante non permette di fare pressione e usurare la pastiglia spinta dai pistoncini finché anche la pastiglia alloggiata sulla pinza non va a contatto con il disco.
• Contrapposti, questi pistoncini sono disposti a entrambi i lati della pinza, uno di fronte l'altro, questo tipo di disposizione viene utilizzato sulle pinze fisse.

Tipologia

Questi pistoncini possono essere:

• Uguali, questa tipologia, permette d'avere sempre una pressione costante lungo tutta la superficie delle pastiglie sul disco, garantendo un'usura omogenea, ma limita la gradualità della frenata.
• A diametro differenziato, questa tipologia ha come caratteristica una coppia di pistoni di diametro diverso. Il pistoncino più piccolo permette d'avere un'azione più graduale e modulare dell'azione frenante, venendo azionato più velocemente perché richiede meno liquido per lo spostamento, facendo aderire prima la propria porzione della pastiglia, permettendo un inizio più dolce della frenata, andando a ridurre la forza sul comando del freno, il pistoncino più piccolo si ritrae più rapidamente, riducendo più gradualmente l'azione frenante, come contro porta ad avere un'usura non omogenea della pastiglia, in quanto oltre ai transitori e modulazioni della frenata, quando tutti i pistoncini sono in pressione, trasferisce minore forza sulla pastiglia.
  Questo tipo di soluzione sta progressivamente andando in disuso nel settore motociclistico proprio nelle applicazioni più sportive dove si era imposto, si è infatti appurato che spingere la pastiglia con due o più pistoncini, per quanto differenziati, non produceva gli effetti di potenza frenante e di uniformità di usura generato invece dall'azione di più pastiglie spinte ognuna da un pistoncino. Questo sistema ha anche il vantaggio di avere più bordi di attacco della pastiglia a tutto vantaggio della potenza frenante e impianti a 4 pistoncini e 4 pastiglie sono ormai la prassi su tutte le motociclette più performanti.

turbo-compressore , pop-off e varie

Il principio di funzionamento

Il turbocompressore non è altro che un compressore centrifugo, trascinato per mezzo di un alberino da una turbina centripeta che è mossa a sua volta dal flusso dei gas di scarico che la investono; le due giranti sono simili, soltanto che hanno i flussi di entrata ed uscita invertiti. Una delle cose più difficili da comprendere è che più veloce gira la turbina e meno fatica essa fa a pompare ulteriormente l'aria: la portata d'aria lavorata cresce con il quadrato della velocità di rotazione, succede così che mentre una turbina a 80.000 giri al minuto pompa circa 0,4 metri cubi d'aria al secondo, a 160.000 non ne pompa il doppio ma bensì 4 volte tanto e nello stesso tempo la sovrapressione cresce in modo vertiginoso, passando da 0,2 bar a 1,6 bar con un incremento quindi di ben otto volte ! 
Ciò determina le sue due caratteristiche principali: una lentezza di risposta iniziale (il famoso turbolag) seguita poi da una eccezionale escalation di potenza. Infatti quando ai regimi di rotazione inferiori la spinta dei gas di scarico non è sufficiente a far girare velocemente le pale della turbina, la pressione di alimentazione del motore non supera quella atmosferica; dopodiché , insistendo con la richiesta di potenza, il flusso e la temperatura dei gas prodotti dalla combustione aumentano ed appena questi sono sufficienti a fornire una sovrapressione s'innesca una reazione a catena che porta ad una vera e propria esplosione di potenza che può essere fermata solo da due evenienze, la distruzione del motore o l'apertura della valvola wastegate (in verità vi è una terza passibilità: alzare il piede dall'acceleratore, ma questa non la prendo neanche in considerazione!). 
Un motore turbo si adegua al carico che subisce il motore ed è facilmente verificabile: partendo da fermi, accelerate fino a raggiungere nella marcia più alta una velocità che sia quella di crociera del veicolo; tenendo sotto controllo il manometro della pressione vedrete che essa aumenterà ad ogni cambio di marcia fino al massimo, ma, stabilizzandosi la velocità (a parità di pressione sull'acceleratore) essa tenderà a diminuire. Per la stessa ragione è impossibile arrivare alla massima pressione accelerando il motore in folle. 
Questo fatto è quello che favorisce in modo notevole l'utilizzo di un motore turbo in una gara in salita: non tenendo conto della variazione di potenza a seconda dell'altezza, maggiore è il carico che deve vincere il motore per spingere la macchina e maggiore automaticamente diventa la pressione di sovralimentazione.

Com'è fatto un turbo-compressore 
Il suo aspetto è standardizzato per cui, chiunque sia il produttore, la forma è sempre la medesima ed identici i principi di funzionamento; l'unica parte in cui si hanno delle differenze di costruzione e di azionamento è la valvola Wastegate. 
Analizzato nelle sue varie parti è composto da: 
1- una prima ventola mossa dai gas di scarico racchiusa in un corpo, detto chiocciola, normalmente in ghisa ed avente la forma di una spirale (la turbina); 
2- un corpo centrale destinato a supportare i cuscinetti e la lubrificazione dell'asse che unisce le due ventole; 
3- una seconda ventola destinata a succhiare ed a comprimere l'aria racchiusa in un corpo di alluminio con la forma sempre a spirale detta girante del compressore; è questa la più importante delle due perché il diametro, l'inclinazione e l'altezza delle pale, il regime di rotazione messi in rapporto fra loro danno il campo operativo entro il quale dovrà svolgere la propria funzione l'intera turbina, nonché il suo rendimento.

La valvola Wastegate

Si tratta di un dispositivo che, comandato dalla pressione esistente nel lato aspirazione, produce l'apertura di una valvola prima della turbina e lascia fuoriuscire nello scarico parte dei gas combusti che altrimenti porterebbero la turbina a girare ad una velocità eccessiva pompando quindi troppa aria ed aumentando così esageratamente la pressione; ciò evita l'autodistruzione del motore.... 
L'azionamento di questa valvola può essere meccanico, pneumatico o elettronico (gestito da una centralina) e normalmente e prevista una certa regolazione della Wastegate in modo da ottimizzarne il funzionamento.
Può essere collocata a ridosso della chiocciola o piazzata sul collettore di scarico per indirizzare una porzione dei gas combusti direttamente a valle del turbocompressore senza attraversarlo .. 


La valvola by-pass e la valvola pop-off 

La valvola di by-pass è chiamata a salvaguardare l'integrità della valvola a farfalla (posta sull'aspirazione), delle tubazioni e della girante del compressore quando si rilascia l'acceleratore. Queste valvole vengono montate quando, nella versione di serie o dopo una profonda elaborazione, vengono utilizzate elevate pressioni di esercizio. Tali valvole hanno il compito di aprirsi e dare sfogo al picco di pressione che si viene a creare nel collettore di aspirazione quando si chiude repentinamente il gas. In questa condizione, infatti, le pale del compressore continuano a ruotare velocemente pompando aria nel condotto che però risulta temporaneamente chiuso; per non danneggiare la delicata girante si apre dunque una via di fuga che lascia sfogare altrove l'eccesso di pressione (in questa fase inutile visto che siamo in fase di rilascio). 
La valvola è dotata di un tubo di depressione che parte a valle della "farfalla" comandata dall'acceleratore e ne provoca l'apertura. 
Sono possibili due schemi di utilizzo:

nello schema con valvola by-pass (tipico delle vetture di serie) l'aria viene riconvogliata tramite un tubo a valle del filtro dell'aria in maniera silenziosa, si cerca in questo modo di riciclare quest'aria per mantenere comunque elevata la pressione di esercizio e per non far fermare del tutto il compressore anche ad acceleratore chiuso. 

nello schema con valvola pop-off (tipico delle vetture preparate) l'aria viene deviata verso l'esterno ed è questo che produce il famoso sibilo in fase di rilascio dei motori turbo da gara; normalmente queste valvole sono perfettamente calibrate o regolabili, permettendo quindi un maggior controllo senza inutili abbassamenti di pressione.


L'overboost 

Oltre alle due valvole precedentemente descritte c'è un terzo dispositivo che controlla la pressione di sovralimentazione: l'overboost, che può essere realizzato a comando meccanico o elettronico. Attraverso il suo operato si può ingannare la wastegate per un determinato lasso di tempo, dando la possibilità di ottenere dei picchi di potenza. 

In pratica si ritarda l'intervento della valvola lasciando salire la pressione di qualche punto (picco di overboost) e mantenendola per un tempo prestabilito, dopodiché la wastegate torna a svolgere il proprio compito facendo tornare la pressione di sovralimentazione al valore di taratura. 

L'intercooler 

Svolge la funzione di raffreddare l'aria di alimentazione del motore, infatti più aumenta la temperatura dell'aria più essa si espande e diventa meno densa e quindi a parità di pressione pompiamo meno aria nel motore; il rendimento dello stesso cala ed aumenta immediatamente quello che è il maggior pericolo di un motore turbo: l'autoaccensione. 
Per svolgere bene il suo compito l'intercooler ha bisogno di un grande flusso d'aria che lo attraversi e pertanto sia davanti che dietro nulla deve impedire il libero fluire dell'aria ed è anche chiaro che maggiori saranno le dimensioni della superficie dissipante maggiore sarà la potenza a parità di pressione. Per sottolineare l'importanza della densità dell'aria aspirata basti pensare a quando si va in montagna: salendo di altitudine la densità dell'aria diminuisce e solitamente viene indicata (per i motori turbo) una perdita di potenza del 1,5% ogni 100 metri di altitudine in più e quindi a 1000 metri avrete già perso il 15 % di potenza!