Negli ultimi anni, i supercharger hanno visto un declino, ma ora si profila un possibile rinascimento. Scopriamo perché.
La Dominanza dei Turbo e il Declino dei Supercharger
I turbo hanno preso il sopravvento nel mondo automobilistico. I produttori di automobili hanno adottato questa tecnologia per motivi di downsizing e efficienza , rendendola rapidamente il metodo preferito per l’aspirazione. Al contrario, i supercharger sono praticamente in via di estinzione. Tuttavia, potrebbe non rimanere così a lungo; si profila un possibile rinascimento per i supercharger. Il problema principale dei supercharger è trovare la potenza necessaria per farli funzionare.
I turbo sono alimentati da energia che altrimenti sarebbe stata sprecata attraverso i gas di scarico, rendendoli l’opzione più efficiente per un aumento di potenza. I supercharger, invece, storicamente sono alimentati dall’albero motore. Questo richiede una certa quantità di potenza per girare, il che riduce l’efficienza totale del motore mentre aumenta la potenza in uscita. La soluzione consiste nel mitigare queste debolezze, massimizzando l’efficienza di base di un supercharger e ottenendo il massimo dalla potenza relativamente inefficiente che fornisce. Purtroppo, il futuro non sembra particolarmente roseo per gli appassionati del supercharger tradizionale.
Le pompe d’aria a lobi hanno fatto molta strada dai loro umili inizi nel ventilare miniere e forni nel XIX secolo. Al di fuori di alcune applicazioni di nicchia, come fornire un flusso d’aria misurato per celle a combustibile a idrogeno, il gioco non vale semplicemente la candela. Tuttavia, i supercharger fanno parte di un sistema più ampio e, man mano che il resto di quel sistema migliora, possiamo sfruttare tipi di supercharger meno flessibili ma più efficienti. In particolare, i supercharger centrifughi hanno una massima efficienza superiore rispetto ad altri tipi di supercharger, e se riesci a mantenerli nella loro regione di massima efficienza, sono la tua migliore scelta. Mantenere un supercharger centrifugo vicino all’efficienza massima richiede di adattare il sistema attorno ad esso.
Ci sono diversi modi per farlo:
- Combinare il motore sovralimentato con una trasmissione a più velocità.
- Utilizzare trasmissioni automatiche a otto, nove o dieci velocità, che mantengono i motori nelle loro gamme più efficienti.
- Una trasmissione a variazione continua (CVT) sarebbe ancora migliore.
Sebbene le trasmissioni collegate direttamente ai supercharger non siano pratiche per le automobili, erano molto comuni negli aerei a pistoni durante la Seconda Guerra Mondiale. Con l’aumentare dell’altitudine e il diradamento dell’aria, il supercharger doveva girare più velocemente per mantenere la pressione. Queste trasmissioni avevano una varietà di design e, alla fine della guerra, divennero essenziali per i caccia e i bombardieri ad alte prestazioni. Oggi, sebbene aggiungere una trasmissione al supercharger di un’auto non sia pratico, gli ingegneri sono riusciti a farlo in modo efficace. Ci riferiamo, ovviamente, ai supercharger elettrici .
I supercharger elettrici sulle auto di produzione sono di design centrifugo, grazie al loro vantaggio di efficienza intrinseco. In molti modi, sono molto più flessibili dei turbo. Un supercharger elettrico non richiede un sistema di trasmissione che sottrae potenza al motore e ci sono innumerevoli modi per acquisire l’energia necessaria per farlo funzionare. Se riesci a ottenere un po’ di elettricità a bordo, puoi anche tu godere dei benefici della sovralimentazione . Mercedes-Benz è il principale sostenitore di questa tecnologia in auto come la C43 AMG .
Quando combinata con un sistema ibrido che raccoglie energia di scarto durante la frenata, questa configurazione è estremamente flessibile e fornisce essenzialmente un aumento di potenza gratuito su richiesta. Questa tecnologia non è limitata solo ai produttori di auto. Ci sono gruppi di appassionati che costruiscono i propri supercharger elettrici, e un mercato aftermarket in crescita. Non è nemmeno necessario avere un sistema ibrido adeguato per farli funzionare. Alcuni piloti di drag racing utilizzano una piccola batteria indipendente nel bagagliaio per immagazzinare l’energia necessaria.
Questa batteria viene poi ricaricata tra un passaggio e l’altro. Con l’aumento della produzione di auto elettriche, i produttori acquisiscono conoscenze, risorse e fornitori per sviluppare supercharger elettrici. La guida di un motore elettrico richiede competenze e componenti molto simili, indipendentemente da ciò che sta girando. Un budget di sviluppo più basso per le auto a combustione interna potrebbe portare a una spinta verso la modularità tra le piattaforme. Un sistema che può essere facilmente adattato a diversi motori sarebbe vantaggioso, specialmente uno che non richiede la complessa tubazione di un turbo.
Con la crescente popolarità degli ibridi, molte auto hanno già la potenza a bordo necessaria per supportare un tale sistema. In definitiva, il principale ostacolo per questa tecnologia è il costo. I supercharger elettrici richiedono i propri motori e inverter compatti e potenti, entrambi spesso necessitano di raffreddamento dedicato. In questo contesto, utilizzare motori sovralimentati tradizionali con trasmissioni a otto o dieci velocità sembra un’opzione migliore, specialmente se il supercharger può essere disinnestato per ridurre il carico quando non è in sovralimentazione durante la guida quotidiana. Dobbiamo solo aspettare e vedere se il centrifugo può finalmente riprendersi la corona delle prestazioni dal turbo onnipresente.
Speriamo di sì, anche se altri tipi di supercharger potrebbero essere relegati al mercato aftermarket.
Le Sfide dei Supercharger Tradizionali
I supercharger tradizionali affrontano sfide significative in termini di efficienza e applicazione . Uno dei principali problemi è la necessità di trovare la potenza per farli funzionare. A differenza dei turbo , che utilizzano l’energia dei gas di scarico, i supercharger sono storicamente alimentati dall’albero motore, il che implica un consumo di potenza che riduce l’efficienza totale del motore, pur aumentando la potenza in uscita. Per migliorare la situazione, è fondamentale mitigare queste debolezze, massimizzando l’efficienza di base del supercharger e sfruttando al meglio la potenza relativamente inefficiente che fornisce. Purtroppo, il futuro non sembra particolarmente roseo per i sostenitori dei supercharger di tipo roots tradizionale.
Questi pompe d’aria a lobi hanno fatto molta strada dai loro umili inizi nel ventilare miniere e forni nel XIX secolo. Al di fuori di alcune applicazioni di nicchia, come la fornitura di flusso d’aria misurato per celle a combustibile a idrogeno, il gioco non vale più la candela.
Centrifughi: Un’Opzione Efficiente
I supercharger centrifughi sono un’opzione che offre un’ efficienza superiore rispetto ad altri tipi di supercharger, ma richiedono un sistema di supporto adeguato per funzionare al meglio. Questi dispositivi sono stati storicamente poco rilevanti al di fuori del motorsport a causa della loro natura “picco”. Tuttavia, se mantenuti nella loro zona di massima efficienza, rappresentano la scelta migliore per l’aspirazione forzata.
Massimizzare l’Efficienza
Per mantenere un centrifugo vicino alla massima efficienza, è necessario adattare il sistema che lo circonda. Ci sono diversi modi per farlo:
- Combinare il motore sovralimentato con una trasmissione a più velocità. Questo approccio è particolarmente efficace con l’avvento di trasmissioni automatiche a otto, nove e dieci velocità, che aiutano a mantenere il motore nelle sue gamme più efficienti.
- Una trasmissione a variazione continua (CVT) sarebbe ancora migliore, anche se non è un argomento di cui si parla frequentemente.
Storia e Applicazioni
Sebbene non pratico per le automobili moderne, l’uso di trasmissioni direttamente collegate ai supercharger era comune negli aerei a pistoni durante la Seconda Guerra Mondiale. Queste trasmissioni erano essenziali per i caccia e i bombardieri ad alte prestazioni, poiché consentivano al supercharger di aumentare la velocità per mantenere la pressione di sovralimentazione man mano che l’altitudine aumentava e l’aria si assottigliava.
Supercharger Elettrici
Oggi, mentre aggiungere una trasmissione a un supercharger per auto non è pratico, gli ingegneri hanno trovato modi per implementare questa idea attraverso i supercharger elettrici . Questi supercharger, di design centrifugo, offrono un vantaggio di efficienza intrinseco e sono più flessibili rispetto ai turbo. Non richiedono un sistema di trasmissione che sottrae potenza al motore, e ci sono molteplici modi per ottenere l’energia necessaria per farli funzionare. Con l’aumento della produzione di auto elettriche, i produttori stanno acquisendo le competenze e le risorse necessarie per sviluppare supercharger elettrici, rendendo questa tecnologia sempre più accessibile.
Supercharger Elettrici: Il Futuro della Tecnologia
I supercharger elettrici rappresentano una soluzione innovativa nel panorama della tecnologia automobilistica, sfruttando l’energia in modo più flessibile rispetto ai modelli tradizionali. A differenza dei supercharger convenzionali, che sono storicamente alimentati dall’albero motore e richiedono una certa quantità di potenza per funzionare, i supercharger elettrici non dipendono dalla potenza del motore, il che consente di migliorare l’efficienza complessiva del veicolo.
Vantaggi dei Supercharger Elettrici
- Non richiedono un sistema di trasmissione che sottrae potenza al motore.
- Offrono una maggiore flessibilità in termini di fonti di energia, poiché possono essere alimentati da diverse fonti di elettricità.
Mercedes-Benz è uno dei principali sostenitori di questa tecnologia, utilizzandola in modelli come la C43 AMG . Quando combinata con un sistema ibrido che recupera energia durante la frenata, questa configurazione fornisce un boost praticamente gratuito su richiesta. Inoltre, non è necessario avere un sistema ibrido completo per alimentare i supercharger elettrici; alcuni appassionati di drag racing utilizzano piccole batterie indipendenti nel bagagliaio per immagazzinare l’energia necessaria, ricaricandole tra una corsa e l’altra.
Sviluppo e Futuro
Con l’aumento della produzione di auto elettriche, i costruttori acquisiscono le conoscenze e le risorse necessarie per sviluppare supercharger elettrici. La tecnologia dei motori elettrici è simile a quella necessaria per i supercharger, il che facilita l’integrazione di questi sistemi nei veicoli. Inoltre, un budget di sviluppo ridotto per le auto a combustione interna potrebbe incentivare la modularità tra le piattaforme, rendendo più facile l’adattamento di un sistema di supercharger elettrico a diversi motori.
Chiave per il Successo
Tuttavia, il principale ostacolo per questa tecnologia è il costo. I supercharger elettrici richiedono motori e inverter compatti e potenti, che necessitano di un raffreddamento dedicato. In questo contesto, l’uso di motori supercharged tradizionali con trasmissioni a otto o dieci velocità sembra essere un’opzione più vantaggiosa, specialmente se il supercharger può essere disinnestato per ridurre il carico quando non è in uso durante la guida quotidiana. In conclusione, i supercharger elettrici potrebbero rappresentare il futuro della tecnologia di sovralimentazione, con la speranza che possano riprendere il loro posto nel mercato delle prestazioni automobilistiche.
Fonte: motor1