Wastegate
Wastegate: boost sotto controllo
Se ti occupi di aumentare la potenza del tuo motore, prima o poi arriva il momento di fare i conti con la wastegate.
Regolando la pressione di sovralimentazione, aiuta il turbo a lavorare in modo più efficiente e lo protegge. La wastegate entra in gioco anche quando vuoi montare un turbo più grande. Qui scopri tutto sul suo funzionamento, sulle diverse tipologie e molto altro.
Che cos’è una valvola wastegate?
La valvola wastegate è un regolatore di pressione di sovralimentazione ottimizzato ed è fatta per scaricare la pressione di sovralimentazione in eccesso tramite i gas di scarico, prima che questi arrivino alla ruota di scarico del turbocompressore. Per questo motivo viene anche chiamata valvola bypass o valvola di pressione di sovralimentazione. Impedisce che il regime del tuo turbocompressore diventi troppo alto e che si danneggi di conseguenza. Questo è particolarmente importante nel motorsport, dove si raggiungono pressioni di sovralimentazione estreme. Per ottenere questo risultato, la wastegate convoglia i gas di scarico oltre l’albero, in modo che venga sempre utilizzata la quantità ottimale di gas di scarico per la propulsione della turbina.
Come funziona la valvola wastegate?
La valvola wastegate è posizionata nel flusso dei gas di scarico del turbo, tra il motore e il turbocompressore. Quando premi il pedale del gas il motore sale di giri, si producono più gas di scarico e la pressione di sovralimentazione aumenta – soprattutto sui motori elaborati con tanti CV. Però semplicemente più pressione di sovralimentazione non è efficiente e danneggia il tuo turbocompressore. Ed è proprio qui che entra in gioco la valvola wastegate. A una determinata pressione di sovralimentazione preimpostata, la valvola della wastegate si apre e lascia uscire i gas di scarico in eccesso dallo scarico, prima che raggiungano la turbina del turbocompressore. In questo modo si evita che la turbina giri troppo veloce e la velocità del turbo viene mantenuta in un range costante. Perché quando rilasci il gas e il valore scende, la valvola si richiude e più gas di scarico arrivano al turbocompressore, finché non viene di nuovo raggiunto il valore massimo.
Cosa succederebbe senza valvola wastegate, perché ti serve una valvola wastegate?
Il tuo motore ha un limite meccanico. Senza valvola wastegate la pressione di sovralimentazione salirebbe inutilmente alle stelle. Anche la risposta ne risentirebbe, perché la pressione di sovralimentazione necessaria verrebbe raggiunta solo al regime massimo del motore. L’attrito che si genera in queste condizioni sarebbe estremamente gravoso per il turbocompressore, così come per il motore. Entrambi, senza la regolazione della pressione di sovralimentazione tramite una valvola wastegate, molto probabilmente si romperebbero.
Differenza tra wastegate interna ed esterna
Se vuoi regolare la pressione di sovralimentazione tramite una valvola wastegate, hai due possibilità: esistono wastegate interne ed esterne.
La wastegate interna si trova direttamente nel turbocompressore e viene sempre montata insieme a un attuatore del wastegate. La versione interna si trova spesso nei turbocompressori piccoli. L’attuatore del wastegate è montato esternamente sul turbocompressore. Nel carter della turbina c’è una valvola a farfalla che può essere aperta e chiusa tramite questo attuatore. Quando l’attuatore ha rilevato la massima pressione di sovralimentazione, apre la valvola e fa uscire i gas di scarico di conseguenza (di solito in atmosfera).
La wastegate esterna viene montata completamente all’esterno, cioè sul collettore di scarico, prima del turbocompressore. L’attuatore del wastegate che viene utilizzato con la wastegate interna qui viene eliminato oppure si trova anch’esso nella wastegate esterna (in questo caso viene chiamato attuatore). Lo stesso vale per la valvola che si apre alla pressione di sovralimentazione desiderata e poi reindirizza i gas di scarico nello scarico. La wastegate esterna è interessante dove scorre moltissimo gas di scarico attraverso la valvola wastegate, quindi su motori o turbocompressori molto grandi. Infatti in questo caso puoi scegliere tu la dimensione. Per questo motivo nel motorsport si usa principalmente il controllo esterno della pressione di sovralimentazione.
Wastegate: regolazione della pressione di sovralimentazione nel tuning
Nel tuning si usano soprattutto wastegate esterne, perché in questo modo abbiamo il massimo controllo su dimensioni e funzionamento dei regolatori della pressione di sovralimentazione. Una caratteristica importante dei wastegate performance è per esempio la loro resistenza alle alte temperature, dato che qui le temperature dei gas di scarico possono superare i 1000° C. Per questo motivo non vengono utilizzati solo materiali estremamente resistenti al calore, ma anche il raffreddamento ad acqua integrato. Il valore target della pressione di sovralimentazione si può impostare tramite le molle fornite in dotazione e il montaggio è di solito rapido e semplice grazie al flangia V-Band. Con testine valvola da 38 a 44 millimetri di dimensione costruttiva è ovviamente garantita anche una pronta risposta del turbocompressore.
Quale wastegate è quella giusta?
Il problema più comune è che la wastegate viene scelta troppo piccola e così non si riesce a scaricare abbastanza gas di scarico. Quando scegli la tua wastegate devi quindi fare attenzione che possa far passare abbastanza gas di scarico attraverso il regolatore di pressione di sovralimentazione. Altrimenti si crea una contropressione e i gas di scarico tornano sulla girante della turbina. Per questo dovresti adattare la dimensione all’interazione tra motore e turbocompressore. Qui puoi usare questa regola generale: con motore grande e turbo piccolo monti una wastegate grande. Con motore più piccolo e turbo grande monti una wastegate più piccola, così porti più gas di scarico sulla girante.
Valvola wastegate difettosa
Una valvola wastegate può anche essere difettosa, cosa che noti per esempio dalla pressione di sovralimentazione. Questa può essere troppo bassa, salire troppo rapidamente o essere in generale troppo alta. Ci sono quindi diverse possibili cause, come per esempio una membrana difettosa o una molla rotta. Sulle valvole wastegate esterne di alta qualità, per fortuna questi componenti possono essere sostituiti.
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