Se accompagnano Reason Automobile, non è una novità quando diciamo che i motori diesel sono a rischio di estinzione. Dieselgate è successo due anni fa, ma stiamo ancora vedendo le conseguenze dell'evento. È in gioco l'utilizzo del Diesel per ridurre le emissioni di CO2, così come la sua stessa esistenza.
Il “vecchio” problema/soluzione
L'elettricità non è una soluzione a breve termine, quindi i costruttori avranno il "vecchio" motore a combustione interna come principale risorsa tecnologica per raggiungere gli attuali obiettivi di riduzione delle emissioni. Abbiamo già menzionato alcune possibilità qui, sia nel campo dei motori a combustione di prossima generazione - SKYACTIV-X di Mazda, VC-T di Nissan o Freevalve di Koenigsegg -, sia nel campo dei carburanti come eFuel di Bosch.In mezzo a tanta incertezza, c'è una certezza: questi progressi nei motori a combustione sarà accompagnato da crescenti livelli di ibridazione. È qui che entra in gioco Delphi, il colosso che fornisce all'industria automobilistica soluzioni nel campo della componentistica.
48V + Disattivazione del cilindro = 19% di riduzione dei consumi
La soluzione di Delphi prevede l'unione di due soluzioni tecnologiche emergenti: semi-ibridi (mild hybrid) con sistemi elettrici a 48V e un nuovo tipo di disattivazione dei cilindri che l'azienda chiama Dynamic Skip Fire.
I sistemi a 48V iniziano ad arrivare sul mercato: la nuova Audi A8 lo integra in tutti i motori, ad esempio (ma il debutto è stato l'Audi SQ7). Consentono di “alimentare” i sistemi start-stop, le più svariate periferiche – pompa dell'acqua, radiatore, aria condizionata -, freni, sterzo e persino turbo, aumentando l'efficienza energetica dei motori. Tuttavia, non sostituiscono l'impianto elettrico a 12V delle auto attuali. Questi continueranno a occuparsi dei sistemi di illuminazione e infotainment.
Come funziona?
Il sistema sostituisce anche il motorino di avviamento e l'alternatore con un motore-generatore – che è collegato all'albero motore da una cinghia – e dispone di una batteria agli ioni di litio per immagazzinare energia. Non consente la propulsione elettrica, ma svincola il motore a combustione interna dall'alimentare una moltitudine di sistemi elettrici, in quanto assiste nelle partenze o anche quando si “schiaccia” l'acceleratore, fornendo una “spinta” di coppia temporanea.
Secondo Delphi, i semi-ibridi consentono il 70% dei guadagni di risparmio di carburante di un ibrido convenzionale ad appena il 30% del costo. Con costi competitivi, a livello Diesel, i semi-ibridi dovrebbero diventare la soluzione tecnologica più comune all'inizio del prossimo decennio.
Spegnere un cilindro quando non è necessario
Quello che Delphi propone è di unire il sistema a 48V con un'altra tecnologia già presentata da loro – Dynamic Skip Fire. Dietro questo nome si cela un nuovo tipo di tecnologia di disattivazione dei cilindri. Fondamentalmente invece di spegnere un'intera bancata di cilindri – come un V8 – questo sistema decide al volo se un particolare cilindro è attivato o meno.Se il sistema determina che non vale la pena iniettare carburante in un cilindro, analizzando un certo set di parametri, fa rimanere chiuse le valvole di aspirazione e di scarico. Poiché il sistema funziona controllando la candela, solo i motori a benzina sono compatibili con questa soluzione.
Sebbene i vantaggi di questa tecnologia siano più visibili nei motori più grandi e con un maggior numero di cilindri, il prototipo mostrato (nelle immagini) utilizza un motore turbo a quattro cilindri.
Secondo Delphi, la combinazione di queste due tecnologie può aumentare il risparmio di carburante di un motore a benzina fino al 19% nella guida urbana e al 14% nella guida autostradale, secondo il ciclo nordamericano più impegnativo, definito dall'EPA. Tali valori lo mettono alla pari con un motore diesel attuale.
La tecnologia è pronta, ma non dovrebbe arrivare prima del 2020
Entrambe le tecnologie possono essere utilizzate separatamente, ma si completano a vicenda aumentando l'efficienza del propulsore a carichi sia bassi che alti. Secondo Delphi potrebbe essere la soluzione, soprattutto in Europa, per far fronte alla dipendenza da Diesel di alcuni costruttori.
Dave Sullivan, analista di AutoPacificIl sistema semi-ibrido a 48V non ha molti vantaggi sul ciclo di test dell'EPA, ma la combinazione di queste due tecnologie è il metadone di cui l'Europa ha bisogno per rompere la sua dipendenza dal diesel.
I diesel rappresentano ancora la maggior parte delle vendite per molti produttori in Europa, in particolare quelli premium, sebbene le vendite siano in calo. L'assedio dei Diesel a cui stiamo assistendo costringerà i produttori ad adottare questa o una soluzione simile per non solo essere in grado di raggiungere gli obiettivi di emissioni, ma anche per mantenere le prestazioni commerciali. Anche la Cina – che sta attuando anche obiettivi aggressivi di riduzione delle emissioni – potrebbe essere un fattore decisivo nell'adozione di questa tecnologia.
Secondo Delphi, citando i dati di IHS Markit, l'elettrico prenderà progressivamente, a lungo termine, il posto dei motori a combustione, quindi non li sostituiranno immediatamente. Pertanto, sono necessari altri tipi di soluzioni.
Ma…
Nonostante i costi di realizzazione siano paragonabili – se non inferiori – a quelli di un Diesel attuale, c'è un punto che potrebbe allontanare i costruttori dall'uso simultaneo delle due tecnologie. Il Dynamic Skip Fire implica un costo aggiuntivo di 350 euro per veicolo, ma non menziona i potenziali costi di riprogettazione delle teste motore per integrare il sistema. Se questo sistema deve essere integrato in un motore esistente, potrebbero essere necessari nuovi cambi d'olio e spazio per aggiungere un solenoide per ciascun cilindro.
Tuttavia, se adottano questa soluzione, secondo Mary Gustanski, Vice President of Engineering di Delphi, le emissioni di CO2 saranno equivalenti a quelle del Diesel, ma con prestazioni superiori.