Audi Umluft: una sorta di valvola wastegate inversa

La Audi Umluft fa il suo esordio sulla Audi S1 Evo 2, una delle più temibili Gruppo B che la storia ricordi. Il sistema non consente dispersione della carica di aria pressurizzata prodotta in eccesso dal compressore e, di conseguenza, permette di riciclarla in modo efficace attraverso una sorta di valvola wastegate inversa Umluft. Questa valvola, infatti, invia l’aria direttamente nel collettore di scarico poco prima che entri all’interno del collettore di scarico della turbina.

Nonostante il 1986 non sia proprio dietro l’angolo e nonostante la tecnologia corra sempre più velocemente, quasi nessuno si chiederà nel Terzo Millennio cosa fosse il sistema Audi Umluft, ma se qualcuno se lo dovesse mai domandare, la risposta più sintetica e corretta è che l’Audi Umluft è uno speciale sistema inventato, progettato e realizzato dalla Casa tedesca per eliminare il tanto fastidioso problema del turbo-lag (di cui abbiamo parlato in questo articolo), che era terribilmente fastidioso sul motore a 5 cilindri turbo che le quattro adottavano negli anni Ottanta (la storia della quattro l’abbiamo raccontata in questo articolo).

Partendo dal presupposto che i computer e le tecnologie moderne possono trarre vantaggio ancora oggi dal sistema che ha permesso di colmare grandi inefficienze del turbo negli anni Ottanta, risolvendo a monte spiacevoli problemi e rompicapo ai meccanici del team Audi, in realtà si può solo vagamente immaginare di cosa fosse davvero capace questo sistema sperimentale e “segreto” ancora nel terzo Millennio.

La Audi Umluft fa il suo esordio sulla Audi S1 Evo 2, una delle più temibili Gruppo B che la storia ricordi. Il sistema non consente dispersione della carica di aria pressurizzata prodotta in eccesso dal compressore e, di conseguenza, permette di riciclarla in modo efficace attraverso una sorta di valvola wastegate inversa Umluft. Questa valvola, infatti, invia l’aria direttamente nel collettore di scarico poco prima che entri all’interno del collettore di scarico della turbina. La valvola wastegate Umluft, come erroneamente viene chiamata in Italia da alcuni esperti, consente di recuperare la carica in eccesso, che di norma verrebbe espulsa tramite la valvola blow-off. Questo sistema consentiva alle Audi quattro S1 Evo 2 di mantenere sempre un regime di massima efficienza del turbocompressore durante le fasi di cambio marcia.

Infatti, è proprio nella fase di passaggio da una marcia all’altra che la valvola a farfalla viene chiusa e la wastegate inversa Umluft viene aperta. A questo punto l’iniezione di carburante nel cilindro rimane attiva e l’accensione della candela viene spenta: quindi, la carica di ossigeno e carburante inviata a monte della turbina ne accelera la girante e assicura una risposta immediata del compressore una volta riaperta la valvola a farfalla.

Come funziona la valvola wastegate inversa?

Dopo aver spiegato cos’è il sistema Audi Umluft, bisogna addentrarsi nella sua tecnica e capire meglio come funziona. Un motore normale sotto la pressione di una sovralimentazione scarica qualsiasi l’aria in eccesso attraverso una valvola equalizzata del vuoto chiamata valvola di scarico. Questo processo si verifica ogni volta che la turbina crea un eccesso di pressione all’interno del sistema, aria che non può essere utilizzata dal motore. Ciò è dovuto alla chiusura del corpo farfallato e da altre circostanze che impediscono il flusso d’aria al motore.

Nel sistema sperimentale Umluft di Audi, l’aria in eccesso viene riciclata in modo più efficiente. La pressione della sovralimentazione di una turbina viene determinata dalla wastegate, la valvola responsabile della deviazione dei gas di scarico intorno alla turbina per un controllo efficace della velocità e della temperatura dell’aria aspirata. In un normale sistema di turbocompressione, quando il corpo farfallato si chiude, aria fresca viene riciclata attraverso l’alloggiamento del compressore o scaricata all’esterno, nell’ambiente, dove energia rimanente viene dispersa senza guadagni di efficienza. Col sistema Umluft Audi, quell’aria viene inviata invece attraverso una sorta di wastegate inversa nel collettore di scarico prima della turbina, così da mantenere la piena velocità del turbocompressore.

Quando la carica di aria pressurizzata viene deviata, passa attraverso la turbina e fa sì che i giri della stessa rimangano dentro quello che viene considerato “intervallo di massima efficienza”. Anziché rallentare a causa della resistenza e della mancanza di flusso di scarico, la risposta è immediata e potentissima. Attenzione, però, manca ancora un passaggio per concretizzare la sin qui teoria. Su un’auto normale, l’aria farebbe credere ai sensori che il motore lavori “magro”, quindi non brucia tutta l’aria. Nel sistema Umluft, quell’aria incontra parti uguali di carburante, brucia e si propaga in uscita verso il punto di minor resistenza: l’uscita del tubo di scarico.

Ecco spiegato perché la turbina con il sistema Audi Umluft mantiene la piena velocità di rotazione ed efficienza creando quello che può essere come un “effetto vuoto” mentre è in arrivo una forte spinta di aria da parte del compressore, che sarà utilizzata quando il corpo farfallato si aprirà di nuovo e la wastegate Umluft si chiuderà. Il tutto avrà eliminato il turbo lag.