Il motore a gas sperimentale di Hyundai funziona senza candele – Funzionalità – Auto e autista

Aug 16, 2023

Gli ingegneri della combustione che si oppongono alla propulsione elettrica nutrono bizzarre fantasie. Quelli della benzina sognano le potenti curve di coppia e l'esemplare efficienza termica del diesel. Gli appassionati del diesel desiderano un carburante più economico e la liberazione dai costosi sistemi di iniezione e dai complessi controlli delle emissioni.

Ma cosa succederebbe se entrambi i campi collaborassero su un super motore che combinasse il meglio di entrambe le tecnologie? Otterresti quello che Hyundai e Delphi chiamano Gasoline Direct-Injection Compression Ignition (GDCI): un motore a gas che non necessita di candele.

Gli ingegneri studiano questa alternativa da più di un decennio. Sia GM che Honda hanno presentato automobili alimentate da motori ad accensione spontanea a carica omogenea alimentati a benzina. Più recentemente, Hyundai e Delphi hanno avanzato la causa passando alla carica stratificata (una miscela ricca in una parte del cilindro) in un quattro cilindri da 1,8 litri da 180 CV utilizzando l'accensione automatica dal minimo a una linea rossa di 4500 giri/min. Quando lo studio si sposterà dal laboratorio su due auto di prova entro la fine dell’anno, dovrebbe essere chiaro se la combinazione di efficienza del diesel e convenienza della benzina è a portata di mano.

Il motore sperimentale di Hyundai, dotato di iniezione diretta, fasatura variabile delle valvole, turbo, compressore e ricircolo dei gas di scarico, sembra abbastanza normale all'esterno. La cosa strana sono i pistoni con ciotole per la zuppa inserite nelle loro corone. Senza candele d'intralcio, gli iniettori possono spruzzare il carburante nel centro esatto di ciascuna vaschetta. GDCI ottiene l'autoaccensione riscaldando l'aria aspirata con quantità attentamente controllate di gas di scarico seguite dalla spremitura dei gas di scarico dalla miscela con un rapporto di compressione di 14,8:1. Iniettando una piccola dose di gas appena prima del punto morto superiore e lo spruzzo principale di carburante subito dopo quel punto, si ottengono pressioni nei cilindri che aumentano molto più lentamente di quelle riscontrate in qualsiasi diesel. Ciò migliora l'efficienza, poiché la pressione di combustione agisce contro un pistone discendente. Miscele povere di carburante e aria, minima perdita di calore attraverso le pareti del cilindro, nessuna strozzatura e l'ampio rapporto di espansione (l'altro lato della medaglia del rapporto di compressione) garantiscono un'efficienza del carburante paragonabile a un diesel, secondo l'esperto GDCI di Hyundai, l'ingegnere Nayan, opportunamente chiamato. (Mark Sellnau è stato responsabile tecnico di Delphi in questo progetto.) I migliori risultati derivano da un vortice minimo nella camera del pistone. Le pressioni di iniezione del carburante sono nell'intervallo dei motori a benzina, ovvero solo un quinto di quanto richiesto in un diesel, con conseguenti notevoli risparmi sui costi, minori perdite parassite e un funzionamento più silenzioso rispetto ai diesel. Il compressore fornisce aria aspirata a basse velocità e carica quando l'energia di scarico non è sufficiente per far girare il turbo.

Ripulire ciò che esce dalle camere di combustione non presenta grossi problemi. I tipici problemi del diesel – particolato ed elevate emissioni di NOx – non rappresentano un problema grazie alle basse temperature di combustione del GDCI. Le miscele povere riducono l'efficacia del catalizzatore a tre vie standard, problema risolto montando un secondo catalizzatore di ossidazione per ridurre le emissioni di monossido di carbonio e idrocarburi.

Tutto ciò si traduce in un miglioramento dell’efficienza dal 10 al 15% senza passare a un carburante problematico. Progressi come questo manterranno il motore a combustione interna idoneo per compiti di propulsione autonoma o ibrida per i decenni a venire.

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