Rubrica: The expert on the salmon
Titolo o argomento: Proposte per motori ibridi benzina-diesel
Negli ultimi tempi abbiamo assistito ad un costante miglioramento dei consumi di carburante delle nostre autovetture. I due problemi principali legati ai consumi di carburante ovviamente sono da un lato l’elevato prezzo del combustibile (destinato ad aumentare) e dall’altro le emissioni inquinanti derivate dalla combustione. Grazie alle norme internazionali che pongono precisi limiti alle emissioni (le norme Euro), le case automibilistiche sono alla costante ricerca di innovazioni tecnologiche che permettano di ridurre il consumo di combustibile sacrificando il meno possibile le prestazioni della vettura.
Ing. Steve Ciatti – Argonne National Laboratory
Per gli acquirenti si è presentato molte volte il dilemma della scelta tra un performante motore a benzina o un risparmioso ed elastico motore diesel. Ma cosa si ottiene quando si incrocia un motore a benzina con uno diesel? Steve Ciatti, un Ingegnere Meccanico presso l’Argonne National Laboratory, ha qualcosa da dire in proposito. Ciatti crede che il risultato di un tale incrocio sarebbe un “motore figlio” geneticamente superiore ai suoi genitori. Prendendo le caratteristiche genetiche migliori di entrambi i motori (per il diesel una buona efficienza, per il benzina basse emissioni di ossido di azoto e particolato) si potrebbe ottenere un ibrido considerato il Santo Graal della moderna progettazione di motori a combustibile liquido.
Esistono diversi modi per unire i due motori. Un esempio ne è la recente tecnologia ad accensione per compressione di carica omogenea (HCCI). Nel caso di Steve Ciatti però si sta adottando un approccio leggermente diverso tentando di utilizzare un combustibile con più basso numero di ottani (RON 80-85) rispetto alla tradizionale benzina disponibile (RON 95). Il vantaggio consiste in una benzina più facile da innescare, rispetto alla benzina attualmente in uso, ma non ancora al livello del carburante diesel. Utilizzando un motore diesel modificato (ovviamente privo di candele) l’alimentazione viene programmata in modo tale che gli iniettori spruzzino il combustibile due o tre volte prima che si verifichi l’accensione in prossimità del punto morto superiore. Le ripetute pre-iniezioni di carburante diffondono il carburante in modo più uniforme nella camera di combustione, riducendo le emissioni di particolato e di NOx rispetto ad un motore diesel tradizionale.
Il vantaggio di un basso numero di ottani del carburante è la sua facilità di raffinazione (interessante per le compagnie petrolifere) e la sua maggiore facilità di accensione in camera di scoppio. Il costo del carburante potrebbe essere quindi più basso della benzina normale (al netto delle accise) visto che si tratta di una raffinazione più grezza del petrolio.
Tuttavia vi è un rovescio della medaglia per questo motore ibrido benzina-diesel: un minore numero di ottani infatti favorisce il fenomeno della denotazione. Su questo aspetto si potrebbe sorvolare per l’appunto utilizzando struttura ed organi di un motore diesel*, in tal caso l’affidabilità non sarebbe compromessa.
Altro problema risulta essere una combustione meno generosa con conseguente calo del picco di potenza di circa il 25%. Questo potrebbe costringere il guidatore a ripetute ed abbondanti azioni sull’acceleratore con la conseguenza di un bilancio non del tutto favorevole. La curva di coppia invece rimarrebbe essenzialmente la stessa secondo l’Ing. Steve Ciatti.
Siamo pronti a scommettere che una larga fetta di automobilisti potrebbe anche decidere di sacrificare un po’ di potenza massima in cambio di una soluzione motore/carburante più risparmiosa.
Articolo scritto da:
Ing. Gestionale Davide Mazzanti.
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*Un motore diesel lavora essenzialmente per detonazione ed è progettato quindi con un dimensionamento più generoso dei suoi organi (pistoni, bielle, albero motore, basamento) i quali sono chiamati a resistere a sollecitazioni ben più intense rispetto ad un motore a benzina.