Nessun componente rivoluzionario ma una nuova gestione dell'iniezione e delle temperature dei gas di scarico abbassano incredibilmente le emissioni di NOx

"Il diesel ha un futuro. Presto le emissioni non saranno più un problema". A parlare è Volkmar Denner il numero uno della Bosch che dal palco all'interno del centro ricerca di Renningen (il più importante di tutto il Gruppo) sta presentando una piccola rivoluzione per il motore Diesel. Ma facciamo un passo indietro. Riguardo alle emissioni, le auto a gasolio sono quelle che rendono meglio in termini di CO2, la cui produzione è direttamente legata ai consumi che in media sono inferiori del 50% rispetto a un modello a benzina corrispondente. Il problema del particolato è stato risolto negli ultimi anni grazie ai filtri ad alta efficienza che lo trattengono e lo trasformano in CO2 attraverso il processo di rigenerazione che si attiva quando la quantità di particolato catturata è tra i 5 e gli 8 g. La produzione di ossidi di azoto rimane dunque l'ultimo tema da affrontare rispetto all'eco-sostenibilità del Diesel e alla sua sopravvivenza come tecnologia principale nell'industria automobilistica.

Il problema dell'avviamento a freddo

Ogni motore a combustione interna ha la sua fase critica durante l'avviamento a freddo, quando le basse temperature dei gas di scarico non consentono una combustione corretta; il Diesel soffre particolarmente questo momento che è proprio quello in cui le emissioni di ossido di azoto sono peggiori. Ma i gas di scarico si raffreddano anche in altre situazioni: quando si attiva lo start/stop oppure quando l'auto procede in discesa, più in generale tutte le volte che non è richiesta potenza. Quando questi gas si raffreddano tutti i sistemi di post trattamento non lavorano al 100% e le emissioni di NOx salgono. La ricerca portata avanti da Bosch negli ultimi quattro anni si è concentrata in particolar modo sulla gestione di queste temperature e dei gas di scarico. Al progetto hanno lavorato più di cento ingegneri che fin dall'inizio hanno preso in considerazione le emissioni misurate con il metodo Real Driving Emission (RDE), che utilizza una specie di scatolone che si attacca al retro dell'auto e analizza quello che esce dal tubo di scappamento durante la guida su strada.

Quattro anni e cento ingegneri

Questa scelta è importante, perché l'RDE rappresenta il 95% degli stili e delle condizioni di guida reali che si trovano in Europa; i suoi risultati sono lontani anni luce da quelli del vecchio ciclo NEDC e comunque molto più realistici rispetto al WLTP entrato da poco in vigore. Tutto è iniziato da un lotto di Volkswagen Golf GTD con cambio manuale che sono diventate i prototipi di questo progetto. Del motore originale è rimasto solo il basamento e l'impianto di scarico è stato completamente ridisegnato, inoltre tutti i componenti utilizzati sono attualmente disponibili sul mercato aftermarket e non incidono significativamente sul prezzo finale dell'auto. A fare la differenza è il loro posizionamento e soprattutto la calibrazione dei software di gestione. Il 4 cilindri TDI è sceso di cilindrata fino a 1,7 litri mantenendo comunque numeri ragguardevoli in termini di potenza (150 CV) e coppia (350 Nm). E' stato modificato il turbocompressore, il sistema di iniezione del carburante e il trattamento dei gas di scarico: filtro anti-particolato, catalizzatore SCR e additivo AdBlue.

La gestione delle temperature

Proprio il filtro anti-particolato è il protagonista della prima modifica, perché è stato spostato quanto più vicino possibile alla testata del motore, ovvero la parte più calda. Subito dopo si trova il catalizzatore SCR e il dispositivo di ricircolo dei gas di scarico che gestisce sia quelli a bassa pressione che quelli ad alta che si generano nelle diverse fasi della guida. A questo proposito, anche lo stile di guida è tenuto maggiormente in considerazione, perché se è più dinamico della media deve esserlo anche il ricircolo dei gas di scarico, grazie a una calibrazione più reattiva della girante del turbocompressore. Quanto alla temperatura dei gas di scarico, invece, questa deve sempre essere superiore ai 200 °C, una soglia che spesso in città non viene nemmeno raggiunta. In questi frangenti la temperatura viene mantenuta superiore grazie a un utilizzo più efficiente del ricircolo dei gas di scarico. E' un discorso molto tecnico e complesso ma i risultati sono sorprendenti, come ho potuto constatare in prima persona guidando nel centro di Stoccarda una delle Golf GTD prototipo.

La scomparsa degli ossidi di azoto

A livello prestazionale non ci sono deficit e anche i consumi restano quelli classici del motore Diesel. A cambiare sono le emissioni di ossidi di azoto che sono inferiori ai valori limite attuali e a quelli che entreranno in vigore nel 2020. Dal 2017 in Europa le nuove auto non possono emettere più di 168 mg/km nel ciclo RDE e dal 2020 questo limite scenderà a 120 mg/km. I risultati raggiunti dalle Golf GTD del progetto Bosch sono scese fino a 13 mg/km nel ciclo RDE, salendo a 40 mg/km solo nei percorsi urbani più impegnativi. Numeri impressionanti che acquistano ancora più importanza se si pensa che questa tecnologia è già disponibile per le Case automobilistiche e può essere incorporata all’interno di progetti già produzione. "Siamo sempre convinti che il motore diesel giocherà un ruolo fondamentale nella mobilità del futuro - ha concluso Denner -. Fino a quando i motori elettrici non conquisteranno il mercato di massa, sarà necessario sviluppare motori a combustione altamente efficienti". Sembra proprio che alla Bosch ci stiano riuscendo.

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