I motori sovralimentati sono in grado di erogare potenze molto più elevate di quelle fornite dai motori aspirati di eguale cilindrata. All’interno di ciascun cilindro viene immessa a forza una superiore massa di miscela aria-carburante e quindi, a ogni ciclo, viene sviluppata una maggiore quantità di energia. Quindi a parità di regime di rotazione, la potenza può essere molto superiore.
La sovralimentazione si ottiene dotando il motore di un dispositivo che fornisce ai cilindri aria in pressione. In questo modo il motore riceve aria più densa di quella a pressione atmosferica: nei cilindri viene introdotta a forza una massa d’aria molto superiore a quella che sarebbero in grado di aspirare liberamente.
Al crescere della pressione di sovralimentazione aumenta la potenza erogata dal motore. Per evitare di incappare nella detonazione (combustione di tipo esplosivo di parte della miscela aria – carburante), man mano che si sale con la pressione di sovralimentazione diventa necessario abbassare progressivamente il rapporto di compressione.
I dispositivi impiegati per sovralimentare i motori sono i compressori. Nei primi anni di uso dei motori turbo i Costruttori impiegavano dei compressori volumetrici (Alfa Romeo) o centrifughi (BRM) azionati entrambi meccanicamente, ovvero collegati all’albero a gomiti da ingranaggi o catene. In seguito per lungo tempo nessuno ha più sovralimentato i motori fino a quando non sono apparsi sulla scena i turbocompressori .
Questi dispositivi sono costituiti dall’abbinamento di due macchine fluidodinamiche:
- compressore centrifugo;
- turbina centripeta, azionata dai gas di scarico
La girante della turbina e quella del compressore sono montate sullo stesso albero. Qualunque sia il tipo di dispositivo impiegato, l’aria subisce un riscaldamento allorché viene compressa. Al di sopra di un certo livello di sovralimentazione, si adottano egli scambiatori di calori conosciuti come intercooler che abbassano la temperatura in modo tale da farne aumentare la densità e diminuire le temperature massime che vengono raggiunte all’interno dei cilindri.
Sui motori da corsa i turbocompressori avevano iniziato ad essere impiegati nei primissimi anni 70 dalla Porsche sulle 917 destinate al campionato Can-Am. D li a qualche anno il turbo ha iniziato a essere utilizzato anche da alcune auto di serie (BMW 2000), mentre si diffondeva in misura via via crescente sulle auto che correvano nei Prototipi, a Le Mans e in altre gare su lunghe distanze.
In Formula 1 la sovralimentazione mediante turbocompressore è arrivata per merito della Renault. Gli inizi non sono stati molto incoraggianti a causa di una serie di problemi sorti poco alla volta e legati alle sempre più elevate sollecitazioni termiche e meccaniche. Nei primi anni 80 sono apparsi i turbo di Ferrai, BMW, Porsche e Honda che, a partire dal 1983, hanno dominato la scena della Formula 1. In breve tempo si è dovuto modificare il regolamento tecnico per far si che i motori aspirati 3500 cc rimanessero competitivi e per contenere le potenze massime dei turbo, limitando tanto il consumo quanto la pressione massima di sovralimentazione
I più potenti tra i motori turbo 1500 cc sono arrivati ad erogare oltre un migliaio di cavalli in qualifica e circa 850 in gara. Questa potenza comportava grosse sollecitazioni sia termiche che meccaniche e per rendere affidabili i motori ha reso necessario il ricorso a soluzioni particolarmente sofisticate come i pistoni con raffreddamento a circolazione di olio. Per abbassare la temperatura dell’aria di alimentazione sono stati adottati degli intercooler di grosse dimensioni.
A porre la fine all’era turbo è stato il cambio di regolamenti, nel 1989.
