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Turbo integrato nella testata, brevetto Stellantis

Stellantis continua a sviluppare nuove soluzioni tecniche per i motori a combustione. Negli USA è stato depositato un brevetto di un turbo integrato nella testata del motore.

I motori termici possono ancora dire la loro in termini di efficienza e prestazioni almeno fino al 2035 quando non si troveranno più in commercio in Europa, ma non nel resto del mondo e negli Stati Uniti. Stellantis, forte dell’accordo con l’ex FCA, sviluppa nuove soluzioni tecniche per motori a combustione. L’ultimo brevetto depositato riguarda il turbocompressore integrato nella testata del motore, in un unico pezzo.

Turbo integrato con il collettore di scarico
Turbo integrato con il collettore di scarico

L’accoppiamento turbo-motore ha subito negli anni una vera e propria evoluzione. Dal sistema a 3 pezzi, turbocompressore, collettore e testata, si è passati a 2 parti con turbo integrato nel collettore come nelle foto sopra e sotto.

Turbo integrato con il collettore di scarico
Turbo integrato con il collettore di scarico

Ora è arrivata la svolta verso il mono componente con il turbo integrato nella testata.

Turbo integrato nella testata del motore

Il gruppo testa-cilindri per un motore a combustione interna brevettato da Stellantis negli States comprende un alloggiamento per il compressore e la turbina fusi integralmente con la testa dei cilindri.

Turbo integrato nella testata del motore
Nella testata è stato inserito il turbocompressore 

C’è sempre un coreassy, ovvero il corpo centrale del turbo, la parte in movimento rotatorio che riceve la spinta dall’energia dei gas di scarico ha sempre il compito dall’altro lato opposto di aspirare e comprimere aria verso l’interno del collettore.

Brevetto Stellantis sul turbo

Gli ingegneri Stellantis hanno trovato il modo di sviluppare un motore con una testata che ingloba direttamente il turbocompressore.

I vari componenti che compongono il turbo fuso nella testata
I vari componenti che compongono il turbo fuso nella testata

All’interno è stato inserito un canale dell’olio per il turbo, un unico scudo termico per il turbo e la wastegate ed un giunto Oldham che ha il compito di controllare il funzionamento della wastegate, attraverso una rondella antiusura e l’assorbimento di vibrazioni, movimenti del motore e urti.

Turbo integrato nel motore, vantaggi

Il vantaggio di questa soluzione è quello di ridurre l’ingombro del turbo all’interno del vano motore e di semplificare la produzione e l’assemblaggio di un motore termico. Infatti, oltre alla turbina, verrebbero meno anche il collettore di scarico e le linee dell’olio ed altri elementi necessari per il fissaggio del turbo. Tutto ciò si tramuta anche in un risparmio.

Turbo integrato nel motore
Assemblaggio completato del turbo nella testata motore

Dal punto di vista tecnico potrebbero esserci ulteriori vantaggi nel funzionamento del motore stesso, dato che la ruota della turbina si trova più vicino alla camera di combustione. In questo modo il turbo sulla carta lavora meglio, visto che cattura più energia termica dallo scarico e la trasferisce alla ruota del compressore. Un altro aspetto da tenere a mente è il passaggio dell’olio senza linee di scorrimento. Il turbo infatti così sfrutta il lubrificante nella coppa del motore, senza richiedere linee e raccordi aggiuntivi.

Turbo integrato nel motore svantaggi

Fino ad ora abbiamo considerato i vantaggi di questa soluzione, ma nell’analisi vanno valutati anche i possibili svantaggi. Ad esempio, l’eccessivo calore con cui deve fare i conti il turbo potrebbe causare delle rotture impreviste, con un’eventuale riparazione che sarebbe molto costosa. Infatti andrebbe sostituita l’intera testata, ad un prezzo notevole.

Turbocompressore a cosa serve

Il turbocompressore è un componente utilizzato nei motori a combustione interna per aumentare la potenza e l’efficienza del motore stesso. Esso sfrutta l’energia dei gas di scarico per far girare una turbina collegata ad un compressore, che a sua volta comprime l’aria aspirata dal motore. In questo modo, l’aria compressa viene immessa nei cilindri del motore con una pressione maggiore rispetto a quella che sarebbe possibile con una normale aspirazione a ciclo naturale, aumentando così la potenza e la coppia del motore.

Turbocompressore Garrett
Il turbocompressore aumenta l’efficienza del motore

Il turbocompressore è stato introdotto per la prima volta negli anni ’20, ma solo negli anni ’70 ha iniziato ad essere impiegato nei motori a combustione interna. Oggi è ampiamente utilizzato nei motori diesel e a benzina, soprattutto quelli ad alte prestazioni, come ad esempio nelle auto sportive. Tuttavia, l’uso del turbocompressore è diventato sempre più comune anche nei motori di serie, grazie ai progressi della tecnologia e alla crescente attenzione verso la riduzione delle emissioni di gas di scarico e il miglioramento dell’efficienza del carburante.

Motore termici sviluppo ancora possibile?

Il turbo integrato nella testata del motore non è una novità assoluta, perché già nel 2010 la General Motors ha messo a punto una soluzione simile sui motori DOHC V6. Anche Stellantis ha incorporato il collettore di scarico nella testata del proprio Pentastar V6.

Motore 3.6L Pentastar DOHC V-6
Motore 3.6L Pentastar DOHC V-6

In ogni caso questo nuovo sviluppo lascia intuire quanto l’Europa sia miope nella scelta di bandire i motori termici, dato che questi ultimi ancora hanno margini di sviluppo e consentiranno alle case automobilistiche di sopravvivere all’invasione di auto elettriche cinesi vendendo i propri motori al di là dei confini europei.

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