I motori a benzina più efficienti di oggi raggiungono un'efficienza termica del 40% (la maggior parte, però, sono diversi punti percentuali al di sotto), ma Nissan afferma di avere un prototipo di motore a scoppio a benzina in grado di raggiungere il 50%, un valore addirittura superiore a quello dei motori Diesel (che vanno dal 43 al 45%).
Avere un alto livello di efficienza termica, sfruttando la conversione dell'energia termica dalla reazione chimica di combustione in energia meccanica, è fondamentale per ridurre consumi/emissioni di CO2. Tuttavia, per raggiungere questo alto valore del 50% di efficienza, Nissan ha cambiato l'obiettivo del motore a combustione.
Questo nuovo obiettivo non serve più come propellente del veicolo (dove è collegato alle ruote) e serve ora solo come generatore (non collegato alle ruote) di energia per un motore elettrico di trazione.
Un motore a benzina più efficiente al servizio... di quelli elettrici
Non c'è da stupirsi, quindi, che questo annuncio sia arrivato sotto le spoglie della tecnologia e-POWER (tecnologia ibrida) di Nissan, che già serve modelli come la Note e servirà anche la Nissan Qashqai di terza generazione.Come abbiamo già accennato in diverse occasioni, i modelli e-POWER di Nissan sono fondamentalmente veicoli elettrici. Tuttavia, l'energia elettrica di cui hanno bisogno per funzionare non proviene da una batteria grande, pesante e costosa, ma da un motore a combustione interna che assume il ruolo di generatore. C'è ancora una batteria, è vero, ma è molto più piccola, serve per immagazzinare l'energia prodotta dal motore termico.
STARC, il motore prototipo
Diventando solo un generatore, è possibile limitare il funzionamento del motore termico al suo regime più efficiente di rotazioni e carichi. È il primo passo verso il raggiungimento del 50% di efficienza termica. Nissan mostra ora i prossimi passi per raggiungere un obiettivo così ambizioso, sotto lo sviluppo della prossima generazione di tecnologia e-POWER, avendo già portato a un prototipo di motore, lo STARC.
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STARC è l'acronimo di "canale di accensione robusto, robusto e adeguatamente allungato" - anche con questa descrizione, eravamo un po' persi... Secondo Nissan, possiamo liberamente tradurlo in qualcosa come "camera di accensione robusta, specificamente progettata ed estesa ”.
Decodificando il significato di tutto ciò, il lavoro degli ingegneri Nissan si è concentrato essenzialmente sull'accelerazione del flusso di aspirazione della miscela aria-carburante all'interno del cilindro durante l'accensione, che consentirà una combustione più completa di una miscela di carburante. con un rapporto di compressione più elevato.
Qualcosa che non è stato possibile ottenere in un motore termico che viene utilizzato come elica. Deve rispondere a variazioni costanti di carico e potenza in ogni momento (accelerazione, decelerazione, pendenze), il che richiede compromessi nei suoi parametri di funzionamento (portata della miscela nel cilindro, tempo di accensione e rapporto di compressione). La sua efficienza è quindi compromessa.
Tutti questi ostacoli scompaiono quando il motore termico diventa un generatore, in cui inizia a funzionare solo nel regime di rotazione e carico ideale, dove è più efficiente (in un range molto più limitato), consentendo, fin dall'inizio, minori consumi e emissioni.
I risultati dei primi test di sviluppo su un motore multicilindrico sono promettenti. Un'efficienza del 43% è stata ottenuta utilizzando un metodo di diluizione EGR (valvola di ricircolo dei gas di scarico) e del 46% applicando una miscela aria-carburante povera (cioè con una miscela dove c'è più aria che carburante rispetto alla miscela ideale per il combustione completa del combustibile).
L'efficienza termica del 50% del nuovo motore STARC si ottiene quando queste misure sono combinate con le tecnologie di recupero del calore residuo e il motore funziona a carico e rotazione costanti. Resta ora da aspettare ancora un po' di tempo per l'introduzione di questo motore termico specializzato.
Toshihiro Hirai, Senior Vice President, Electric Car Engineering Division e Powerplants presso Nissan Motor Co. Ltd“Con l'obiettivo di raggiungere la neutralità carbonica nel ciclo di vita dei suoi prodotti fino al 2050, Nissan intende elettrificare entro l'inizio degli anni 2030 tutti i nuovi modelli lanciati nei principali mercati globali. La strategia di elettrificazione di Nissan promuove lo sviluppo di propulsori elettrici e batterie ad alte prestazioni per auto elettriche, con la tecnologia e-POWER che rappresenta un importante pilastro strategico in questo percorso».