La ricerca dell’UE dà una spinta ai turbocompressori
I turbocompressori sono utilizzati dai costruttori di veicoli al fine di ridurre significativamente le emissioni e migliorare l’efficienza mediante la forzatura dell’aria supplementare nella camera di combustione del motore. Sebbene siano semplici nella costruzione, i turbocompressori funzionano a temperature elevate ed estreme velocità di rotazione. Tuttavia, le loro prestazioni sono attualmente limitate a causa dei materiali e della tecnologia di produzione. Il progetto TIALCHARGER (Titanium aluminide turbochargers improved fuel economy, reduced emissions) è nato con l’obiettivo di superare queste limitazioni attraverso la creazione di un acceleratore turbocompressore leggero, conveniente e con inerzia ridotta, in grado di essere prodotto in massa. L’alluminuro di titanio (TiAl) vanta una densità inferiore rispetto alle super leghe di nichel attualmente utilizzate, e mantiene inalterata la sua resistenza alle alte temperature. È pertanto leggero e in grado di sopportare le condizioni operative all’interno di una vasta gamma di motori. È stato adottato il processo di fusione a fascio elettronico (EBM, electron beam melting) per produrre la ruota del rotore a strati attraverso l’utilizzo di TiAl in polvere. Il risultato è dato da una ruota del rotore incavata ma resistente, la quale ha contribuito ulteriormente alla riduzione del peso. Una ruota con lieve inerzia ha il vantaggio di migliorare l’efficienza di funzionamento di un turbocompressore. La brasatura a fascio elettronico è stata utilizzata per unire la ruota in TiAl all’albero in acciaio. Il processo ha creato una giunzione tra materiali dissimili abbastanza forte da resistere a vibrazioni, temperature elevate e velocità di rotazione presenti all’interno di un’unità con turbocompressore. L’approccio utilizzato dal progetto TiAlCharger ha comportato considerevoli riduzioni di peso. È stato dimostrato il potenziale relativo all’aumento del rapporto aria/combustibile, avvicinandosi agli obiettivi di migliorare l’efficienza dei veicoli di un ulteriore 5 % e di ridurre le emissioni di CO2 dell’8 %. Tali progressi aiuteranno inoltre a creare posti di lavoro e consentiranno all’Europa di diventare leader di mercato nelle tecnologie con turbocompressore.
Parole chiave
Turbocompressore, assale della ruota, alluminuro di titanio, TIALCHARGER, fusione a fascio elettronico, brasatura a fascio elettronico
