E-Turbo, così riducono il lag e le emissioni

Marchi come Mercedes-Benz e, in particolare, la sua divisione sportiva, Mercedes-AMG stanno integrando nei loro modelli turbo elettrici, noti come e-Turbo. Questo tipo di tecnologia offre risposte più rapide, riduce il lag e le emissioni di CO2.

Negli ultimi anni abbiamo sentito molto parlare dell’e-boosting (impulso elettrico) dei motori diesel. Diversi marchi premium lo utilizzano ora insieme ai turbocompressori convenzionali per migliorare la risposta a bassi regimi e bassa potenza, con il turbo convenzionale che assume il controllo.

Tuttavia, l’ultimo progresso, che mira anche ad aiutare i motori a rispettare la futura normativa sulle emissioni, è il turbocompressore elettronico. Questo già si utilizza in Formula 1 ed è in fase di sviluppo per l’uso stradale da Mercedes-AMG insieme al produttore di turbo Garrett Motion.

Gli E-booster (o sovralimentatori elettrici) e gli e-turbocompressori sono animali piuttosto diversi. Un turbo convenzionale è azionato dall’energia dei gas di scarico e consta di due componenti principali: una turbina azionata dai gas e un compressore che pressurizza effettivamente l’aria di aspirazione del motore.

e-Turbo, aiuteranno i costruttori a raggiungere le emissioni della futura normativa?

Gli E-booster sostituiscono la turbina con un motore elettrico a 48 V, quindi non intervengono gas di scarico. Il vantaggio di un e-booster è che può generare una spinta quando l’energia dei gas di scarico è molto bassa, eliminando il ritardo per dare una risposta rapida all’acceleratore.

I turbocompressori elettronici mantengono la turbina e il compressore, ma aggiungono un motore per aumentare la risposta del turbo, superando l’inerzia della turbina e del compressore che li rende restii ad accelerare. Aiuta anche la risposta quando l’energia dei gas di scarico è minore e la recupera tramite il turbo equivalente della frenata rigenerativa. Quando il conducente toglie il piede dall’acceleratore, c’è ancora molta energia nelle parti rotanti e, inizialmente, nei gas di scarico.

In effetti, c’è abbastanza energia perché il turbo continui a generare spinta quando non serve più. Un turbocompressore elettronico sfrutta quell’energia in eccesso per generare elettricità, che viene immagazzinata nella batteria di un ibrido.

Il Mercedes-AMG Garrett E-Turbo incorpora un motore spesso appena 40 mm, interposto tra la turbina del turbo e le carcasse del compressore. Il motore fa girare il turbocompressore prima che i gas di scarico mettano in moto la turbina, così che, anche al minimo, la risposta è istantanea, riducendo il lag.

Il turbo può, come dice Garrett, avere la “taglia giusta” per il lavoro, cosa essenziale affinché le strategie di combustione rispettino le future normative sulle emissioni. Mercedes-AMG, da parte sua, non ha detto in questa fase se seguirà la pratica della F1 e userà la funzione di recupero dell’energia elettrica.

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Sovralimentatori, che ne sarà di loro?

I sovralimentatori esistono ancora, ma il loro uso sta diminuendo a causa dell’efficienza superiore e della risposta migliorata dei turbocompressori. La trasmissione meccanica evita che subisca ritardi, grazie alle basse pressioni dei gas di scarico. Sono ancora utilizzati da Jaguar, Land Rover, Lotus e Volvo.