Alternativa al Diesel? Delphi ha una soluzione

Anonim

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.

Delphi - Prototipo 48V con Dynamic Skip Fire

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.

Il 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.

Dave Sullivan, analista di AutoPacific

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.

Leggi di più