Il sovralimentatore Comprex si fa… “2.0” e torna a ruggire

In Svizzera è stato migliorato il sistema di sovralimentazione basato su una girante cilindrica e sulle onde di pressione, usato negli Anni 80

Il sovralimentatore Comprex, così come il turbocompressore, è un’invenzione svizzera, segnatamente della Brown, Boveri & Cie.
Esso utilizza onde di pressione a diretto contatti dei gas di scarico, con l’aria fresca utilizzata per la sovralimentazione, mentre un turbocompressore accoppia due cosiddette macchine di flusso (una turbina e un compressore).
Ora un nuovo progetto, chiamato “Comprex 2.0”, ha mostrato molti vantaggi in abbinamento a un motore a gas naturale.

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Negli Anni 80 i Diesel di Opel e Mazda ebbero molti problemi

Negli Anni 80, i sovralimentatori Comprex furono usati nelle autovetture Diesel di Opel e Mazda. Ma il compressore aveva degli svantaggi: durante le partenze a freddo, era difficile costruire il processo di generazione dell’onda di pressione, e gli effetti legati alla temperatura durante i cambiamenti di carico portavano a maggiori emissioni inquinanti e a problemi di efficienza.

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Che cosa differenzia il compressore da un normale turbo…

Il Comprex consiste in una girante cilindrica con svariati condotti interni diritti di diverso diametro: essa è azionata direttamente dal motore, in cui da un lato entra l’aria, utilizzata poi per la combustione, e dall’altro i gas di scarico.
I flussi dei due gas entrano nei tubi della girante da lati opposti, e collidono tra loro, mentre la girante ruota aprendo e chiudendo le “luci” attraverso cui i gas affluiscono, dopodiché i gas di scarico fuoriescono dallo scarico mentre l’aria di aspirazione, compressa dalla pressione dei gas di scarico, viene convogliata nella camera da scoppio, a una pressione molto più alta di quella atmosferica.

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Esperimenti in Formula 1 nel 1981 anche sulla Ferrari 126 CX

Il dispositivo fu sperimentato dalla Ferrari in Formula 1. Oltre che durante le sessioni di collaudo, esso venne impiegato nelle prove della prima gara della stagione 1981, a Long Beach.
Fu installato sulla Ferrari 126 C sovralimentata, che assunse la denominazione 126 CX, e posto in comparazione con il classico turbocompressore (vettura denominata 126 CK).
Tali prove proseguirono per tutto l’inverno e per la primavera precedente l’inizio del Campionato del Mondo, ma dopo le prime due gare la scelta cadde definitivamente sul più affidabile turbocompressore, in quanto la forte inerzia del pesante tamburo del Comprex (concepito per uso stradale), sottoposto alle repentine accelerazioni del propulsore da competizione, tendeva a spezzare la cinghia di gomma che lo metteva in movimento.
Il ridotto budget della Scuderia di Maranello non permise di coprire anche i costi di sviluppo del sistema in chiave agonistica e il Comprex fuoriuscì dalla scena delle gare del Circus.

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Un accoppiamento ideale con l’elettrico grazie alla Antrova

Nel frattempo, gli ingegneri della società svizzera Antrova AG di Stein am Rhein, nel Canton Sciaffusa, hanno ulteriormente sviluppato il compressore Comprex.
Supportato da un motore elettrico, funziona senza problemi in tutte le condizioni, e un nuovo progetto del cosiddetto rotore a celle o girante cilindrica risolve completamente le difficoltà causate dalle fluttuazioni della temperatura.
I ricercatori dell’EMPA, in collaborazione con un produttore di veicoli commerciali e con il costruttore del Comprex, hanno congegnato un motore a gas naturale con un compressore “Comprex 2.0” e hanno potuto dimostrare che il nuovo progetto funziona perfettamente, sia in condizioni di partenza a freddo, che in condizioni di funzionamento caldo e dinamico.

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Il “ciclo Miller” è un’alterativa a “ciclo Otto” e “ciclo Atkinson”

A differenza della sua controparte turbo, il motore eroga una coppia enormemente alta praticamente già a partire dal regime minimo di rotazione, il che da un lato migliora la guidabilità e, in combinazione con il cosiddetto funzionamento Miller e una regolazione del rapporto di trasmissione, aiuta a risparmiare carburante.
Il “ciclo Miller”, ideato dall’omonimo ingegnere americano Ralph Miller, che lo brevettò con il numero 2817322 il 24 dicembre del 1957, è una variazione del “ciclo Otto”, in cui si tenta di aumentare il rendimento, così come il “ciclo Atkinson”.
Il principio è quello di avere un rapporto di compressione più basso rispetto al rapporto d’espansione (mentre nel “ciclo Otto” o “ciclo Diesel” queste due fasi sono identiche), portando ad avere una fase di compressione più breve rispetto alla fase d’espansione, il che permette di migliorare la quantità d’energia estratta sotto forma di pressione dalla combustione.

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Il nuovo compressore si scalda meglio e dà più “freno motore”

Allo stesso tempo, il convertitore catalitico del “Comprex 2.0” si riscalda sei volte più velocemente che in un motore turbo, il che assicura migliori valori dei gas di scarico.
Infine, il “Comprex 2.0” permette un elevato effetto frenante del motore, con il risultato che i camionisti dovranno usare i freni meccanici molto meno frequentemente.

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