Oggi, nel mondo dei motori turbo, assistiamo ad un proliferare delle rotture dei turbocompressori dovute all’intasamento, anche parziale, del sistema di scarico, ovvero dei componenti delegati all’intrappolamento delle polveri piuttosto che alla combustione delle particelle incombuste. Il problema ha coinvolto e continua a coinvolgere migliaia di vetture e soprattutto quelle dove l’utilizzo viene limitato allo sfruttamento di una non elevata potenza e per periodi brevi.
 

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Nei motori Diesel il primo passaggio verso la riduzione delle emissioni è stato fatto aumentando la mandata d’aria al motore, ovvero generando un rapporto stecchiometrico a vantaggio del comburente. Nonostante ciò questa soluzione non è stata sufficiente ad eliminare o meglio ridurre drasticamente gli incombusti e così sono stati studiati altri sistemi quali ad esempio le valvole EGR, capaci di ricircolare in aspirazione, in determinate condizioni, parte dei gas di scarico, così da procedere ad una seconda combustione. Anche queste soluzioni, pur garantendo dei vantaggi, non sono state in grado di abbattere in modo sostanziale le emissioni nocive e così nella grande corsa verso l’ecologia sono stati inventati i catalizzatori, ovvero dei sistemi di post-combustione dei gas di scarico. Il concetto è semplice: far passare i gas all’interno di un nido d’ape incandescente così da poter bruciare tutte le particelle incombuste. Questo sistema è posizionato dopo la turbina ed ha dato risultati positivi ma ovviamente la corsa non si è fermata portando alla realizzazione dei Filtri Anti Particolato, un altro sistema simile al catalizzatore capace di intrappolare le polveri generate dalla combustione per poi bruciarle quando il motore raggiunge i corretti livelli di temperatura dei gas.

Questi sistemi hanno evidenziato ovviamente dei pro e dei contro, ma hanno comunque rappresentato un miglioramento rispetto alle condizioni iniziali.

A livello meccanico una delle controindicazioni più importanti è rappresentata dalla rottura del turbo soprattutto nei casi in cui la vettura viene utilizzata sfruttando una bassa potenza motore (ridotta temperatura dei gas di scarico) e per brevi tragitti infatti in questi casi ed in queste condizioni il processo di bruciatura delle particelle non viene avviato. I catalizzatori ed i FAP, una volta parzialmente ostruiti, generano un aumento della pressione a valle del turbo ed un aumento incontrollato della temperatura dei gas all’interno del collettore di scarico e della turbina. In queste condizioni l’elevata temperatura dei gas per effetto induttivo raggiunge il corpo centrale bruciando l’olio di passaggio mentre la contropressione genera una forte spinta assiale sull’albero del turbo sino a rompere la ralla reggispinta.

In moltissimi casi a seguito della rottura del turbo per evitare d’incorrere in spese troppo ingenti viene eseguito il lavaggio del catalizzatore o del FAP, oppure la foratura delle masse interne così da permettere la fuoriuscita dei gas anche nel caso in cui le polveri siano troppe. Questa pratica è ormai largamente diffusa ma è da considerarsi quale fenomeno legato alla scarsa conoscenza degli aspetti tecnici e morali.
 

Aspetti tecnici

In fase di progettazione e sviluppo del motore vengono eseguiti calcoli finalizzati alla definizione dell’aerodinamica del turbo ed alle tarature necessarie affinchè possa operare in modo corretto. Nello studio di definizione molti sono i parametri presi in considerazione e fra questi uno particolarmente importante è quello relativo alla contropressione generata dal sistema di post trattamento dei gas. Questa pressione favorisce lo spunto della turbina a bassi regimi motore quando la velocità cinetica dei gas è bassa, la massa degli stessi è ridotta ed assai contenuta è l’energia termica in essi presente. Eliminare la contropressione (ovvero eliminare il catalizzatore od il Fap) favorisce la riduzione del consumo specifico agli alti regimi motore e permette di ottenere un incremento della potenza grazie al miglioramento del lavaggio motore ma, ai bassi regimi, il risultato non sarà però eccezionale, infatti a causa della ridotta contropressione la turbina ritarderà l’acquisizione dell’energia necessaria per far ruotare il compressore il quale ovviamente invierà al motore una minore massa d’aria che genererà una minore energia termica. E’ facile capire quindi che l’eliminazione totale o parziale (parziale s’intende la foratura dell’elemento interno) genererà a bassi regimi una maggior produzione di polveri dovute al ritardo del turbo e quindi della ridotta massa aria. Tale produzione di polveri andrà ad imbrattare il sistema EGR ed il sistema a geometria variabile di controllo del turbo il quale, con il passare del tempo, perderà efficienza e muovendosi in modo non corretto porterà nuovamente il turbo a rottura (praticamente una rottura a scoppio ritardato ma già definita).
 

Aspetti morali

Lo sviluppo dei sistemi antinquinamento rappresenta uno dei più importanti aspetti che oggi coinvolgono la progettazione dei motori. Sempre più persone nel mondo utilizzano motori a scoppio e sempre più difficile è sostenere delle condizioni accettabili relative alla purezza dell’aria, all’assenza di polveri ed al mantenimento della temperatura e dell’umidità. I motori oggi hanno una grossa responsabilità per quanto riguarda l’inquinamento del pianeta ed il nostro modo di pensare deve obbligatoriamente cambiare. Eliminare un FAP non solo crea problemi tecnici ed ovviamente rende impossibile il trattamento dei gas ma addirittura genera una maggior emissione di polveri. Levare o forare un FAP od un catalizzatore è un’operazione vietata dalla legge, ma soprattutto dovrebbe essere un operazione non attuata per buon senso. Le case costruttrici dovrebbero abbassare notevolmente il prezzo di un ricambio così importante per la salute dell’intera comunità e, addirittura, andrebbe sostenuta la sostituzione programmata con degli incentivi. Un catalizzatore od un FAP non hanno una vita superiore a quella del motore e quindi sostituirli entro i 100.000 Km (per chi fa un uso prettamente cittadino della vettura) ed i 150.000 Km per chi utilizza la vettura anche in percorsi autostradali sarebbe un operazione saggia e ridurrebbe inoltre il rischio di rottura della turbina. E’ sciocco ed immorale vantarsi di aver trovato la giusta soluzione per una riparazione economica del motore eliminando catalizzatore o FAP per poi ritrovarsi a dover ricorrere a delle cure che spesso purtroppo risultano inutili.

 
Articolo a cura di PSGP
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