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  1. #1
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    Predefinito turbocompressori: cuscinetti a sfera o idrodinamici?

    la questione era stata presentata in un altro forum e mi è stato proposto da un vostro utente (MBT se non vado errato) di provare a chiedere qui per cercare di fare maggiore chiarezza.

    Ora la questione è: è meglio avere un turbocompressore montato su cuscinetti oppure su bronzine (se ho cannato il titolo ditemi :D)?

    Si parla di una sorta di upgrade: da un motore 1.8l con t25 (su bronzine) da 100cv/l (a 0.7bar) allo stesso motore con o una t28 o una corrispettiva montata su cuscinetti (non vorrei sbagliare ma mi parlarono di GT25 della garrett).

    Non si cerca una preparazione esasperata... di pressione non si andrebbe mai sopra il bar... quello che si cerca di ottenere è una erogazione pulita, e in particolar modo la richiesta era incentrata sul turbo lag.

    Visto che il turbo lag, per quanto riguarda la turbomacchina stessa, praticamente è determinato da una parte dal peso della turbomacchina e dall'altra dagli attriti...
    ecco... volendo ridurre al minimo il turbo-lag è conveniente utilizzare le bronzine o i cuscinetti?

    grazie. :)

  2. #2
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    Prima si utilizzavano solo bronzine a causa delle alte temperature si esercizio del numero di giri.
    Ora i cuscinetti hanno raggiunto prestazioni molto elevate, garantendo precisioni maggiori e meno attrito. Oltre a questo una maggiore sicurezza, dato l'attrito è passato da un potenziale radente ( in realtà girava su un meato d'olio) ad un attrito volvente.
    Questo è quello che un progettista molto famoso, avuto ai tempi della formula student mi disse.

  3. #3
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    Io non lo so, ma provo a pensarci.

    Se entrambi i compressori e turbine hanno la stessa geometria si degli statori che dei rotori, allora il ritardo srà praticamente lo stesso, perchè il momento di inerzia è di granlunga maggiore di quello di attrito per entrambi i casi, e non credo di dire stupidaggine dicendo che in accelerazione massimo il primo può anche essere mille volte più grande del secondo, davvero pur non avendo numeri sono quasi certo che è così, poi aspetto cortese smentita.
    Insomma il cuscinetto il tipo di cuscinetto non è il responsabile del ritardo, è la dimensione della girante, e la sua massa, insomma se vuoi grossi volumi e pressioni, allora hai grossi compressori a cui devi accoppiare grosse turbine e per cui hai grandi ritardi, altrimenti succede l'opposto.
    Ultima modifica di peppo82; 13-02-2008 alle 21: 01

  4. #4
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    Citazione Originariamente Scritto da peppo82 Visualizza Messaggio
    Io non lo so, ma provo a pensarci.

    Se entrambi i compressori e turbine hanno la stessa geometria si degli statori che dei rotori, allora il ritardo srà praticamente lo stesso, perchè il momento di inerzia è di granlunga maggiore di quello di attrito per entrambi i casi, e non credo di dire stupidaggine dicendo che in accelerazione massimo il primo può anche essere mille volte più grande del secondo, davvero pur non avendo numeri sono quasi certo che è così, poi aspetto cortese smentita.
    Insomma il cuscinetto il tipo di cuscinetto non è il responsabile del ritardo, è la dimensione della girante, e la sua massa, insomma se vuoi grossi volumi e pressioni, allora hai grossi compressori a cui devi accoppiare grosse turbine e per cui hai grandi ritardi, altrimenti succede l'opposto.
    chiaro :)... ma nella risposta del turbo conterà anche l'attrito dei due tipi di cuscinetti, oppure è una cosa trascurabile?
    perchè di fatto il cuscinetto a sfera dovrebbe fare meno attrito... però pesa molto di più di una bronzina... e questo si dovrebbe ripercuorete sul peso della girante e quindi sul lag.

    comunque non servono grossi volumi o pressioni :)

  5. #5
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    Si infatti, ritengo proprio che sia trascurabile.

    Poi è vero, un cuscinetto volvente aggiunge altra massa che deve essere accelerata, potrebbe essere addirittura penalizzante.

  6. #6
    Utente Junior L'avatar di Demo
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    Citazione Originariamente Scritto da Grey Fox Visualizza Messaggio
    chiaro :)... ma nella risposta del turbo conterà anche l'attrito dei due tipi di cuscinetti, oppure è una cosa trascurabile?
    perchè di fatto il cuscinetto a sfera dovrebbe fare meno attrito... però pesa molto di più di una bronzina... e questo si dovrebbe ripercuorete sul peso della girante e quindi sul lag.

    comunque non servono grossi volumi o pressioni :)
    Cerco di rispondere semplicemente e velocemente, sperando di dare un contributo:i turbocompressori girano a velocità costantemente superiori ai 100000 giri/minuto, equilibrati a 180000 g/min e per applicazioni particolari, fino a 200000 g/min. A queste velocità nessuna bronzina o cuscinetto potrebbero lavorare, quindi durante il lavoro l'albero gira su di un velo d'olio che viene portato alla carcassa del turbo direttamente dal circuito del motore stesso, normalmente prelevato subito a valle del filtro.
    I cuscinetti - o bronzine - servono esclusivamente alla partenza, dove l'olio non ha ancora raggiunto il turbo, oppure, causa eventuale temperatura bassa, può essere eccessiva la viscosità dell'olio.
    È evidente quindi che questi sistemi lavorano percentualmente poco nella vita di un turbo, e quindi impattano pochissino per ciò che riguarda la resistenza in fase di spunto, che invece deriva pressoché totalmente dall'inerzia del sistema costituito dall'albero del compressore centrifugo e la turbina.
    Tale discorso é tanto vero, quanto - in caso di deterioramento delle guarnizioni che trattengono l'olio entro la carcassa - la portata minore sull'albero determina immediatamente (o quasi) il grippaggio dell'albero.
    Per ridurre quindi le inerzie, pur mantenendo una sufficiente capacità di produrre pressioni elevate, si é ricorsi alle turbine a geometria variabile (VGT), cui hanno fatto seguito i compressori a geometria variabile (VCT) che stanno facendo il loro ingresso sul mercato.
    Ovviamente queste unità sono regolate nel loro funzionamente da unsistema costituito da un motore passo-passo (REA) che riesce anche a fornire un feed back in centralina: in ogni caso oltre alla lubrificazione questi turbo necessitano di un opportuno raffreddamento tramite il circuito di raffreddamento del motore.
    Infine é fondamentale - per un funzionamento teoricamente corretto - che i tubi di adduzione dei gas di scarico e di mandata in aspirazione siano più rettilinei possibile (speciamente in zona debimetro) e che comunque le sezioni sia il piùù costanti possibile, con variazioni limitate in forma.
    Spero di esser stato chiaro e non esser uscito fuori tema.
    :)

  7. #7
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    Yeahh chiarissimo.

    Solo una cosa, per curiosità, ma una bronzina che funziona con lubrificazione idrodinamica prende un altro nome? effettivamente sarebbe giusto dargli un nome proprio ad un cuscinetto del genere, forse c'è ma mi sfugge bah!!
    Ma mi puoi confermare che l'accelerazione media di tutto l'apparato mobile crea un momento di inerzia di almeno tre ordini di grandezza rispetto a quello di attrito?

  8. #8
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    mi pare proprio che "bronzina" sia il termine comune per definire un cuscinetto idrodinamico :)

    quindi ora mi è chiaro che ad alti regimi il problema di chi faccia meno attrito praticamente non si pone...
    però il punto che rimane è... quando la girante è ferma e inizia a muoversi (quando si è nel range di lag quindi) con quale dei due si abbiano più vantaggi

  9. #9
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    Beh mi sembra che grosso modo io e demo abbiamo detto la stessa cosa, solo che mi fa strano che abbia fatto differenza tra bronzina, ed il meccanismo di lubrificazione idrodinamica...

  10. #10
    Utente Junior L'avatar di Demo
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    Citazione Originariamente Scritto da Grey Fox Visualizza Messaggio
    mi pare proprio che "bronzina" sia il termine comune per definire un cuscinetto idrodinamico :)

    quindi ora mi è chiaro che ad alti regimi il problema di chi faccia meno attrito praticamente non si pone...
    però il punto che rimane è... quando la girante è ferma e inizia a muoversi (quando si è nel range di lag quindi) con quale dei due si abbiano più vantaggi
    La girante é ferma a motore spento.
    All'accensione il turbocompressore inizia a girare ed é quello il momento - specialmente in presenza di basse temperature - che lavorano i cuscinetti bronzine. La specifica di Garrett - ad esempio - é che l'olio arrivi al turbo entro 4 secondi dall'avvio del motore, in più non sono ammessi posizionamenti del sistema con inclinazioni maggiori di 15° rispetto al terreno. Parte fondamentale é poi la tubazione di scarico dell'olio.
    Per tornare al discorso iniziale, il turbo non é mai fermo, ed il "turbo lag" é determinato esclusivamente dall'inerzia del sistema, dalla fluidodinamica della chiocciola, dal posizionamento delle palette nei VGT e dal tipo di motore che sta utilizzando il turbo e dalla specifica curva di intervento che il costruttore vuole imporre al sistema: si consideri che con regimi operativi di circa 180000 giri/minuto, al momento in cui il turbo non fornisce spinta questo girerà intorno agli 80000 - 100000 giri a seconda del motore e applicazione: regimi assolutamente inavvicinabili da qualsiasi cuscinetto o bronzina.
    Teoricamente - non considerando le inerzie - il grafico derivante dall'analisi della pressione fornita in funzione del numero di giri a cui ruota la girante sarebbe una linea retta, ovviamente nella realtà questa diventa una curva crescente: i sistemi VGT riescono a rettificare la curva verso una linea teorica, ma anche questi - proprio a causa dell'inerzia - non riescono a ottenere la linea ricercata.
    Ad ogni modo l'attrito di distacco é enormente inferiore rispetto alle inerzia del sistema che lo é, non particolarmente per caratteristiche geometriche e di massa, ma soprattutto perché risente anche della sequenza di accensioni nei cilindri che provocano un afflusso di gas alla turbina non perfettamente lineare, anche se questo é gestibile lavorando sull'ordine di accensione dei cilindri in fase di progetto.
    :)


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