Il funzionamento della valvola by-pass o blowby nei motori turbo, spesso definita anche valvola pop-off
La valvola di by-pass, nota tra gli appassionati anche con il nome di valvola pop-off, ma conosciuta tra gli operatori anche come valvola blowby, è quel componente ormai diventato leggenda a cui è legato il famoso sbuffo dei motori turbo, più o meno rumoroso, emesso durante le fasi di rilascio violento del pedale dell'acceleratore. Vediamo di capire perché il suo funzionamento è importantissimo e quali tipologie di valvole by-pass si trovano sul mercato e sui primi equipaggiamenti delle vetture in commercio.
Funzionamento del circuito di sovralimentazione della Fiat Uno Turbo i.e.
Legenda: 1) filtro aria, 2) valvola meccanica di by-pass, 3) turbocompressore, 4) interruttore pressione massima aria, 5) tubazione per alimentazione diretta, 6) scambiatore di calore aria/aria, 7) valvola aria supplementare, 8) misuratore di portata aria, 9) corpo farfallato, 10) regolatore pressione carburante, 11) radiatore raffreddamento lubrificante motore, 12) commutatore valvola a farfalla, 13) trasmettitore temperatura olio motore.
Il posizionamento della valvola di by-pass (o valvola blowby o ancora valvola pop-off)
La valvola di by-pass è posizionata all'interno del circuito di sovralimentazione, tra il corpo farfallato e il compressore centrifugo, ovvero tra la valvola a farfalla del condotto di aspirazione e la parte fredda del turbocompressore, in particolare la zona di mandata del compressore centrifugo.
Il suo posizionamento è fondamentale, perché se il motore è in piena accelerazione, con il compressore centrifugo che sta aumentando sensibilmente la sua portata, e viene rilasciato di colpo, per qualsiasi motivo, il pedale dell'acceleratore, la colonna fluida, che il compressore stava spingendo con grande energia verso il motore, va letteralmente a sbattere contro il corpo farfallato e da qui rimbalza nuovamente verso la girante del compressore.
Questo fatto non deve accadere, perché gli effetti negativi sono molteplici e l'instabilità che si crea può essere fonte di problemi più o meno gravi.
Nel peggiore dei casi, il compressore centrifugo va in completo stallo, quello che gli americani chiamano compressor surge. Se il compressore centrifugo va in stallo, sarà necessario recuperare completamente le condizioni di moto della massa fluida e questo porterà ad un notevole ritardo nell'erogazione della potenza.
La massa d'aria che ritorna con la sua energia di pressione verso il compressore centrifugo, inoltre, ne provoca un rallentamento e, a volte, può creare anche danni meccanici.
La stessa cosa avviene sul lato del corpo farfallato. Qui entra in gioco la valvola di bypass che provvede a espellere questa massa di aria in pressione, all'esterno o a monte del compressore.
Turbocompressore della Mercedes-Benz 300 SD costruita tra il 1991 e il 1998.
Valvola bypass o valvola po-off: due concetti leggermente differenti
Il modo con cui la valvola di bypass lavora può cambiare a seconda delle scelte del costruttore, del preparatore o in virtù delle esigenze in gioco. La valvola di bypass classica sfoga l'eccesso di aria in pressione attraverso un condotto che riporta quest'aria nel tratto di aspirazione a monte del compressore centrifugo.
Questo tipo di operatività porta ad una silenziosità elevata di funzionamento della valvola e al vantaggio di avere una sorta di piccolo effetto di sovralimentazione a monte della girante del compressore centrifugo. Quest'ultimo fatto permette di avere un compressore centrifugo più pronto, allorché il pedale dell'acceleratore venga nuovamente premuto dopo essere stato rilasciato.
Il vero difetto di questa soluzione è che l'aria che viene immessa a monte del compressore centrifugo è di fatto aria calda, quindi a bassa densità.
Valvola di bypass Bosch montata su Fiat Punto GT
Valvola di bypass montata su Fiat Uno Turbo i.e. - Schema di funzionamento
La pop-off a sfiato libero, invece, rilascia l'eccesso di aria in pressione in atmosfera, da cui il famoso sbuffo che è diventato un segno di riconoscimento dei motori turbo preparati o da competizione. Il vantaggio di questo genere di operatività è dovuto primariamente al fatto che l'aria calda in eccesso viene espulsa e che, quindi, nel momento in cui vengono ripristinate le condizioni del flusso, il compressore caricherà nel circuito di aspirazione aria tendenzialmente più fresca.
Il rovescio della medaglia è che il tratto di aspirazione compreso tra il compressore centrifugo e la valvola a farfalla viene svuotato pressoché completamente e questo richiederà quindi un certo tempo affinché la portata riprenda in quantità corretta, subito dopo aver ripremuto il pedale dell'acceleratore. L'effetto che generalmente si ottiene con una pop-off a sfiato libero è un ritardo di risposta del motore nel momento in cui, dopo aver rilasciato il pedale dell'acceleratore, tentiamo nuovamente di accelerare.
Questo lag è tipico dei motori dotati di valvola bypass a sfiato libero. Nell'immagine qui di seguito ne vedete un esempio prodotto dalla Bonalume Preparazioni e montato su una Fiat Punto GT del 1999.
Valvola pop-off della Bonalume Preparazioni montata su Fiat Punto GT del 1999.
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