Ho sentito spesso il termine overboost.
Cos'è un “cattivo” overboost?
Cos'è un problema di overboost?
Cosa succederà al mio motore turbo se non lo aggiusto?
Modifica: apparentemente c'è un buon tipo in cui il motore produce più potenza per 5 secondi circa. Perché solo per diciamo 5 secondi e non per tutto il tempo?
tl;dr: L'overboost è troppa aria, di solito ad una temperatura troppo alta. È probabile che segua la detonazione.
Ricorda, il motore è solo una pompa d'aria . Tutto quello che il turbo sta facendo è rendere più facile per le molecole d'aria di entrare nel lato di aspirazione del motore. Naturalmente, il turbo ha un'efficienza finita: sta spingendo dentro più molecole d'aria, ma sta anche aumentando la loro energia netta (cioè, la temperatura dell'aria di aspirazione sale).
Il motore ha bisogno di aggiungere abbastanza molecole di carburante per bruciare con quelle molecole d'aria. A causa dell'aumento della temperatura dell'aria, a volte ha bisogno di aggiungere ancora più carburante come refrigerante (che sembra uno spreco perché lo è). L'obiettivo del motore è quello di assicurarsi che ci sia la giusta miscela aria-carburante alla giusta temperatura per accendersi esattamente quando dovrebbe.
Troppa spinta (overboost) può portare a due grossi problemi (beh, un sacco di problemi possibili ma restiamo a un livello fondamentale per ora):
Lean is bad: Se hai troppo poco carburante per troppa aria, hai una condizione di magro. In questa situazione, la miscela aria-carburante è effettivamente più facile da accendere con l'aumentare della temperatura (ad esempio, sotto pressione). Infatti, a volte può accendersi improvvisamente a causa di punti caldi nel cilindro o semplicemente per il fatto che l'intera miscela è al di sopra della sua energia di attivazione .
Citando Corky Bell di Maximum Boost fame:
Qualsiasi accensione errata a pieno regime indotta da una condizione di magra è seria e deve essere affrontata prima di operare nuovamente a quel livello di spinta. Una mancanza di carburante aumenta drammaticamente le temperature della camera. Il calore è la causa della detonazione, che è la nemesi delle alte prestazioni.
La conseguenza è che la miscela nel cilindro si accende al momento sbagliato. Questo causa tutti i tipi di problemi meccanici, ha un suono terribile, può rompere il vostro motore e sicuramente non vi fa sentire veloci.
La detonazione terminale è esattamente quello che sembra: pezzi critici del motore stesso esplodono via.
Troppa energia è un male: È possibile avere troppa energia nel sistema anche quando le cose vanno “perfettamente”. Immaginate un sistema teorico in cui il vostro turbo è efficiente al 100% (non aggiunge calore durante la compressione), il vostro sistema di alimentazione può pompare quantità arbitrarie di carburante e il vostro computer del motore può tenere il passo con tutte le richieste. Anche in questa situazione altamente immaginaria, se mettete abbastanza energia nel cilindro, questo si romperà. I componenti strutturali fondamentali del sistema alla fine si romperanno, dato uno stress sufficiente.
Nella vita reale, un sistema così perfetto è raro o impossibile, dati i nostri budget limitati. Tuttavia, …
apparentemente c'è un buon tipo in cui il motore produce più potenza per 5 secondi circa. Perché solo per diciamo 5 secondi e non per tutto il tempo?
La risposta è la matematica (nello specifico la probabilità). Questo tipo di caratteristica è più utile nelle corse automobilistiche dove il pilota ha bisogno di quel piccolo vantaggio in più per fare il passaggio critico. Stanno scambiando un'esplosione di energia per un aumento della temperatura del sistema, uno sforzo netto sul motore e un breve aumento del rischio di un guasto totale del sistema. Lancia i dadi e spera che non venga fuori “snake eyes” durante quei cinque secondi.
In una gara, questo è spesso un compromesso ragionevole. Ovviamente, quelli di noi che guidano in strada di solito operano senza il beneficio del budget di un team di auto da corsa.
Stranamente, overboost è di solito semplice da correggere. È quasi certamente un problema di wastegate :
Una wastegate è una valvola che devia i gas di scarico dalla turbina in un sistema di motore turbo.
Allontanando i gas di scarico, il computer del motore può mantenere la turbina a una velocità di punta. Di conseguenza, anche il lato compressore sarà limitato a un picco di spinta. Se succede qualcosa che impedisce alla wastegate di funzionare come necessario, il vostro turbo cercherà di continuare ad accelerare fino all'infinito.
Come abbiamo discusso, non ci arriverà. Boom!
L'aumento di pressione spinge più carburante e aria in un motore. Con più carburante e aria si ottiene più potenza, ma se se ne aggiunge troppo la miscela aria-carburante si accende prematuramente. Questo fenomeno è noto come preaccensione. La preaccensione ha molte cause, ma in questo caso, quando si comprime troppo carburante e aria, la miscela diventa troppo calda e si accende spontaneamente. La preaccensione porta alla detonazione. La detonazione o pining è quando due fronti di fiamma si scontrano. Il primo fronte di fiamma è causato dalla preaccensione e il secondo dalla candela al momento giusto. Questa condizione ha un suono molto distinto.
Sia la preaccensione che la detonazione sono negative. Di per sé la preaccensione causa una forza di rotazione opposta sul motore che è dura per le bielle e l'albero motore. La detonazione rilascia un'enorme quantità di energia quando i fronti di fiamma si scontrano. Questo rilascio di energia per un lungo periodo di tempo danneggia i componenti del motore, frantuma le valvole, fa un buco nei pistoni, frantuma gli anelli, ecc…
I motori normalmente hanno un certo margine di errore, il che significa che sono sintonizzati per produrre meno spinta della quantità massima che possono tollerare. L'overboost spinge la spinta al massimo o oltre.
L'overboost è una pressione di uscita del turbocompressore superiore al valore nominale. Un motore turbo ha una pressione nominale, e la waste gate o la valvola di blowoff si attiva quando la pressione sale a un valore superiore.
Ci sono 2 tipi di overboost:
Oggigiorno, alcuni motori sono costruiti per permettere una certa quantità di overboost (ad esempio +0,3 bar per 30 secondi). Questo significa che il motore può tranquillamente gestire la spinta extra. Il limite di tempo è di solito un limite termico: più spinta significa più calore nel motore, e il sistema di raffreddamento potrebbe non avere abbastanza capacità per gestire questo all'infinito. L'ECU controlla il livello di spinta, e abbassa la pressione di spinta (aprendo la valvola di scarico o la valvola di blowoff) dopo il limite di tempo.
Questa strategia riconosce che raramente si ha bisogno della piena potenza per lunghi periodi di tempo. Quindi ti permette di avere potenza extra quando ne hai davvero bisogno, senza dover installare un motore più grande che possa gestire quel picco di potenza all'infinito.
L'overboost accidentale può essere causato, per esempio, da un malfunzionamento del waste gate o della valvola di blowoff, dove l'ECU non può più controllare la pressione di boost.