Lancia Delta S4: come funzionano compressore e turbo insieme

Perché alla Delta S4 servivano due sistemi di sovralimentazione

La Lancia Delta S4 riuniva sullo stesso motore un compressore volumetrico e un turbocompressore. Non era un motore biturbo: il primo dispositivo riceveva movimento dal motore, il secondo dai gas di scarico. Il senso della soluzione si capisce pensando a una curva di un rally, quando il pilota chiude il gas, rallenta e poi chiede nuovamente accelerazione. In quel momento conta anche quanto rapidamente arriva la spinta, non soltanto la potenza disponibile al massimo regime.

Un turbo dimensionato per sostenere una forte portata d’aria può richiedere tempo per accelerare dopo una variazione del carico. Un compressore meccanico risponde invece attraverso il suo collegamento con l’albero motore, ma assorbe una parte della potenza che il motore produce. La S4 combinava questi comportamenti per cercare una risposta utile su un intervallo più ampio di funzionamento.

Per leggere il progetto occorre separare la Stradale destinata all’omologazione dalla vettura da competizione e dalle sue successive evoluzioni. L’archivio Heritage colloca l’avvio del progetto Abarth SE038 nel gennaio 1983. La fiche originale B-276 reca l’omologazione dal 1° novembre 1985. Sono momenti diversi: nascita del progetto e approvazione sportiva non coincidono.

L’aria prima della potenza: che cosa significa sovralimentare

Il pistone, nella fase di aspirazione, richiama aria attraverso i condotti e le valvole. La cilindrata descrive il volume spazzato dai pistoni; non dice, da sola, quanta massa d’aria entra realmente. Questa dipende anche da pressione, temperatura e riempimento. La sovralimentazione modifica le condizioni dell’aria in ingresso, permettendo al motore di ricevere più ossigeno e, con una corretta gestione del combustibile, di sviluppare maggiore potenza.

Non basta però aumentare la pressione. La compressione riscalda l’aria: a parità di pressione, aria più calda significa minore densità. Nel motore a benzina occorre inoltre controllare il rischio di detonazione, una combustione anomala che sollecita i componenti. Raffreddamento della carica, alimentazione e accensione sono quindi parte della soluzione, non accessori aggiunti dopo.

Quando si legge una pressione di sovralimentazione bisogna distinguere il valore assoluto, riferito al vuoto, da quello relativo all’atmosfera. Qui non viene attribuito alla S4 un unico valore di pressione: senza specificare versione e taratura, un numero isolato mescolerebbe configurazioni differenti.

Il volumetrico Abarth: movimento meccanico e risposta ai bassi regimi

La scheda aggiuntiva della B-276 identifica un compressore Abarth volumetrico a lobi, con due rotori a due lobi. Un volumetrico sposta quantità d’aria legate al volume delle sue camere e alla velocità di rotazione. I rotori trascinano l’aria dall’ingresso all’uscita; l’effettiva pressione risultante dipende anche dalla resistenza del circuito e dalla richiesta del motore.

I lobi non devono essere immaginati come ingranaggi che schiacciano l’aria fra i denti. La sincronizzazione mantiene il movimento relativo dei rotori, mentre gli spazi fra rotori e involucro trasferiscono l’aria. La fiche documenta anche gli ingranaggi di sincronizzazione: la descrizione dell’azionamento interno non va confusa con uno schema completo del collegamento esterno al motore.

Il vantaggio operativo è che il compressore non deve attendere che aumenti l’energia dello scarico per mettersi in movimento. Ciò favorisce la risposta quando il turbo non ha ancora raggiunto il contributo richiesto. Non significa una risposta matematica istantanea: condotti, riempimento e gestione del motore continuano ad avere un ruolo.

L’altra faccia è il lavoro necessario a muoverlo. Il motore deve fornire energia al compressore, oltre a quella destinata alla trasmissione. Quando il turbo può sostenere l’alimentazione, continuare a far passare tutta l’aria attraverso un volumetrico che non serve nello stesso modo può aggiungere perdite. Da qui l’importanza del percorso di bypass.

Il turbo: due circuiti separati collegati da un albero

Nel turbocompressore una turbina riceve i gas di scarico e aziona, attraverso un albero, una girante che comprime aria fresca. Scarico e aspirazione non si mescolano. Il turbo sfrutta energia nello scarico, ma non produce lavoro gratuitamente: la turbina modifica anche la contropressione che il motore incontra espellendo i gas.

Per la configurazione di base documentata nella fiche, il componente è un KKK K26. Questa identificazione riguarda il documento consultato e non viene estesa automaticamente alle evoluzioni da gara. Una sigla di turbo, inoltre, non determina da sola potenza, pressione o risposta: occorrono caratteristiche del gruppo, abbinamento al motore e condizioni di funzionamento.

Ai bassi carichi l’energia disponibile allo scarico è limitata. Aprendo l’acceleratore aumentano combustione e flusso dei gas, la turbina accelera e il compressore può fornire un contributo maggiore. Il ritardo percepito comprende l’accelerazione del gruppo e il riempimento del circuito; non dipende semplicemente dal fatto che il motore si trovi sotto un determinato numero di giri.

Come collaborano volumetrico e turbo

La doppia sovralimentazione della S4 va letta come una gestione coordinata. Nella zona in cui il turbo ha ancora un contributo ridotto, il volumetrico sostiene l’alimentazione. Aumentando carico e regime, il contributo del turbo cresce. Il percorso di bypass permette poi all’aria di aggirare il volumetrico quando il turbo può assumere il ruolo prevalente.

Un bypass è una via alternativa nel circuito dell’aria. Aprirlo non equivale necessariamente a fermare meccanicamente il compressore: distingue il percorso del fluido dal movimento dell’organo. Per descrivere un eventuale disinnesto servirebbe documentare anche il relativo dispositivo. Lo schema di questo articolo illustra quindi le fonti di energia e i ruoli funzionali; non ricostruisce come un disegno di officina ogni tubo, valvola o collegamento della S4.

La transizione non va raccontata come una staffetta nella quale, a un identico regime per ogni vettura e situazione, un sistema si spegne e l’altro si accende. La ricostruzione storica Heritage riporta una soglia indicativa, ma non fornisce una mappa completa per Stradale ed evoluzioni da gara. Senza quella documentazione non si può trasformarla in una legge universale di funzionamento.

Il termine inglese twincharging descrive questa associazione fra sovralimentazione meccanica e turbo. Twin-turbo indica invece due turbocompressori. Anche quando entrambi i sistemi hanno due dispositivi, cambiano le fonti di energia e il modo in cui viene affrontata la risposta del motore.

Intercooler, wastegate e bypass: tre compiti differenti

La fiche documenta il raffreddamento dell’aria di aspirazione e una wastegate regolabile. L’intercooler trasferisce all’esterno parte del calore della carica compressa; non genera pressione. Il suo vantaggio si accompagna a ingombro e resistenza al passaggio dell’aria. Un circuito efficace deve conciliare raffreddamento e perdite di pressione.

La wastegate agisce sul lato scarico: devia una parte dei gas evitando che tutta la loro portata attraversi la turbina. Serve a controllare il lavoro del turbo. Il bypass del volumetrico riguarda invece il lato aspirazione e consente un percorso alternativo. Sono entrambi modi di gestire un flusso, ma in punti diversi e con funzioni differenti.

La presenza di due compressori richiede dunque più di una semplice somma di componenti. Portata, temperatura e regolazione devono restare coerenti con il motore. La pressione disponibile alla girante non è automaticamente quella presente ai cilindri, perché lungo il percorso si incontrano condotti, scambiatori e valvole.

I dati documentati della S4 Stradale

La tabella distingue la scheda di omologazione originale dalla successiva comunicazione storica del costruttore. I valori descrivono la base stradale; non costituiscono una misurazione redazionale né una scheda valida per tutte le vetture da rally.

Nella fiche compare anche una cilindrata equivalente di 2.463 cm³, ottenuta applicando alla cilindrata geometrica il coefficiente regolamentare 1,4. Non è un secondo motore e non significa che i cilindri contenessero quel volume. È un criterio di classificazione sportiva per un motore sovralimentato.

Il valore di potenza è conservato nelle unità ufficiali: PS indica il cavallo metrico. Non viene confrontato con potenze da competizione raccolte da riepiloghi eterogenei. Per la stessa ragione non vengono ricostruiti coppia o tempi di accelerazione in assenza di una documentazione coerente della configurazione e della prova.

Che cosa rende speciale questo progetto, e quali erano i compromessi

La S4 cercava di conciliare una richiesta difficile: forza disponibile quando il pilota tornava sul gas e capacità di alimentazione quando il motore lavorava intensamente. Il volumetrico e il turbo affrontavano parti diverse del problema. Il risultato non dipendeva però soltanto dal motore: trasmissione, trazione integrale e pneumatici determinavano quanta forza poteva essere utilizzata al suolo.

Il costo tecnico della combinazione comprendeva azionamento meccanico, valvole, condotti e gestione termica. Più collegamenti significano più elementi da integrare, controllare e mantenere. Non è corretto dedurre da ciò una durata numerica o un’affidabilità comparativa senza prove: è un’analisi dell’architettura e dei suoi vincoli.

La fine del Gruppo B interruppe il contesto agonistico per il quale la S4 era stata sviluppata. Non dimostra, da sola, che la doppia sovralimentazione fosse tecnicamente inutile. Il successivo filone Lancia ECV con motore Triflux affrontava la sovralimentazione con un’altra architettura: nell’archivio del portale è disponibile l’approfondimento sul progetto Triflux, da tenere distinto dal volumetrico più turbo della S4.

Il valore storico della Delta S4 è anche questo: rende visibile che la prestazione di un motore non è soltanto il picco di potenza. Il modo in cui l’aria viene fornita, la risposta alle richieste del pilota e il controllo delle temperature contano quanto la capacità di raggiungere un numero elevato sul banco.

Fonti e documentazione

• FIA/ACI-CSAI, fiche di omologazione originale Lancia Delta S4 B-276: prima pagina, artt. 103, 314, 316, 333 e appendici art. 334: volumetrico pp. PDF 20–23; turbo e raffreddamento pp. PDF 24–25.
• Stellantis Heritage, Lancia Delta S4 e S4 Stradale: cronologia del progetto e coordinamento fra compressore, turbo e bypass; le soglie indicative non sono estese a tutte le tarature.
• Heritage, Lancia Delta S4 Youngtimer des Jahres: 6 dicembre 2022; dati dichiarati della Stradale: cilindrata, architettura, distribuzione e 184 kW (250 PS).
• Garrett Motion, principi di funzionamento del turbo: riferimento generale per circuiti separati, energia dello scarico e wastegate; non identifica Garrett come fornitore della S4.
• Garrett Motion, intercooler e trasferimento del calore: 29 gennaio 2020; principi generali dello scambio termico e della densità della carica.

Gli schemi sono originali e illustrano relazioni funzionali semplificate, senza riprodurre dimensioni o particolari costruttivi non documentati. I dati storici riportati sono dichiarazioni e documenti delle fonti indicate, non risultati di prove effettuate dalla redazione.