Il turbocompressore in formula 1: analisi e differenti soluzioni costruttive.

This thesis aims to analyze the turbocharger within a Formula 1 engine, focusing primarily on its use during the 1980s. For the sake of brevity and simplicity, its use in modern Power Units, which essentially retains the same characteristics but is embedded in a more complex architecture with a greater presence of electrical components and extensive use of electronics, will not be explored in depth. After a brief chronological overview to contextualize the historical period and the state of the art of technology at the time, a detailed analysis of the turbocharger will be provided. This will include an exhaustive explanation of the physics behind this technology, the design characteristics of the component, its efficiency, and its function within an internal combustion engine. Subsequently, a comparison of all these aspects with another type of compressor widely used in production cars, both sports and road vehicles, as well as in racing cars in other motorsport disciplines, the volumetric compressor, will be carried out. The comparison will be based on the advantages and disadvantages of using either type of compressor, always focusing on the main purpose of this thesis: the pursuit of maximum performance to push the fastest cars on the planet to their limits. The reason for writing this thesis is to provide an example, among the many possible ones, of how Formula 1 has always represented not only a passion for professionals and fans, but also a laboratory for the development and testing of innovative ideas and new technologies, which can then be implemented in production cars to promote technological progress, achieving vehicles that are increasingly safe, efficient, and environmentally friendly, while minimizing waste.

Questa tesi va ad analizzare il turbocompressore all’interno di un motore di Formula1, concentrandosi prevalentemente sul suo utilizzo nel corso degli anni ’80; si è quindi tralasciato per motivi di brevità e semplicità di trattazione il suo utilizzo nelle moderne Power Unit, che risulta essere in sostanza il medesimo, ma inserito all’interno di un’architettura molto più complessa, in quanto oggi giorno è molto preponderante la componente elettrica, e massiccio l’uso dell’elettronica. Dopo una breve panoramica cronologica, utile ad inquadrare il contesto storico e lo stato dell’arte della tecnologia dell’epoca, si passa ad un’analisi dettagliata del turbocompressore. Questa si compone di una spiegazione dettagliata della fisica che sta dietro a tale tecnologia, delle caratteristiche di progetto del componente, rendimento, e della sua funzione all’interno di un motore a combustione interna. In seguito, si procede anche con il confronto di tutti questi aspetti con un’altra tipologia di compressore, che gode di ampia diffusione sulle automobili di serie, sia sportive che stradali, oltre che essere stato impiegato su auto da corsa in altre discipline del mondo del Motorsport: il compressore volumetrico. Il confronto si basa su tutti i possibili vantaggi e svantaggi che possono derivare dall’utilizzo dell’uno e dell’altro, sempre mantenendo il focus sullo scopo di tale componente che in questa tesi è stato considerato: la ricerca delle massime prestazioni per portare al limite le automobili più veloci del pianeta. Il motivo che ha spinto e mosso la stesura di questa tesi è quello di fornire un esempio, sui tanti che si potrebbero in effetti considerare, di come la Formula 1 abbia sempre rappresentato, non solo una passione per gli addetti ai lavori e fan, ma anche un primo campo di sviluppo e test di idee innovative, e nuove tecnologie, che poi possano essere implementate anche sulle auto di serie, al fine di portare avanti il progresso tecnologico, per ottenere vetture sempre più sicure, efficienti e attente all’ambiente, anche minimizzando gli sprechi