La chiave dello sviluppo è nel miglioramento del processo di combustione, per avere più efficienza e meno emissioni

Dopo avervi raccontato le innovazioni che Bosch ha sviluppato e presentato per il motore Diesel, con gli stupefacenti risultati in termini di emissioni di ossidi di azoto, ci concentriamo sul motore a Ciclo Otto, di cui abbiamo parlato con Rolf Bulander che oltre a essere uno dei membri del CdA della multinazionale tedesca è anche il responsabile del settore mobilità e dei powertrain. Ma prima di entrare nel vivo è bene ricordare che i motori a benzina non hanno avuto la stessa impennata di evoluzione tecnica che invece ha riguardato i  Diesel negli ultimi anni, a partire dal common rail inventato ormai più di 20 anni. I tre macro-trend a cui abbiamo assistito nelle ultime due decadi sono stati sostanzialmente il downsizing, il dilagare dei turbocompressori e la diffusione dell'iniezione diretta.

Infiniti e Mazda

Tutte soluzioni efficaci ma non particolarmente innovative. Dunque abbiamo chiesto a Bulander un parere su invenzioni come quelle di Mazda e Infiniti che negli ultimi mesi hanno presentato rispettivamente un motore a benzina dove l'accensione non ha bisogno della candela e un motore a benzina a rapporto di compressione variabile stravolgendo i tradizionali concetti di biella e manovella. Per Bulander la soluzione messa a punto da Mazda con l'accensione senza candela è sicuramente interessante ma non è ancora a tal punto da diventare mainstream, cioè interessante per un grande numero di Case automobilistiche. Il discorso è simile anche per il sistema messo a punto da Infiniti, che però non è interessante per un'azienda come Bosch che produce componenti e non motori interi (perlomeno non endotermici), oltre a essere coperto da più di 300 brevetti.

Il processo di combustione

Quello su cui invece Bosch si concentra è il miglioramento del processo di combustione che è un discorso fatto di dettagli e riguarda nello specifico il modo in cui la benzina viene iniettata dentro la camera di combustione combinandosi con l'aria e soprattutto come la riempe e copre tutte le sue parti. L'efficienza dell'interno processo di combustione è alla base dell'erogazione di potenza e di coppia ma anche delle emissioni nocive, comprese quelle di particolato che non sono solo una criticità dei motori Diesel. Infatti, i motori a benzina rappresentano solo il 4/5% delle emissioni di particolato che vengono registrate nelle città, ma questo dipende dalla loro minore diffusione perché in termini assolute, se confrontate con quelle del motore Diesel, sono più alte. Il motivo è abbastanza banale: finora le auto a benzina non sono mai state dotate di filtri anti-particolato.

Iniezione diretta a 350 bar

Quindi l'obiettivo è quello di portare le emissioni dei motori a benzina allo stesso livello di quelli delle auto a gasolio. Per questo Bosch in Europa non parteciperà più a progetti che riguardano il motore a Ciclo Otto se questi non prevedono l'impiego di filtri anti-particolato. Ma a parte il trattamento dei gas di scarico, quali saranno le novità tecniche che vedremo nel prossimo futuro? Intanto l'iniezione diretta a 350 bar che ha debuttato sulla Ferrari 812 Superfast diventerà uno standard e non solo per le auto sportive. Attualmente Bosch sta portando a regime la produzione della prossima generazione di iniettori e di pompe della benzina che potranno gestire queste pressioni elevate. Nei prossimi cinque o sei anni ci sarà una convivenza tra i sistemi a 200/250 bar e quelli a 350 bar, dopodiché rinarrano solo i secondi. Aumentare la pressione è dunque uno degli strumenti a disposizione, ma un'altra tecnologia molto interessante è quella che fa coesistere, rendendole complementari, l'iniezione indiretta e quella diretta.

Iniezione ad acqua

 Alcune auto sportive la utilizzano già ma in futuro diventerà sempre più diffusa perché consente di riempire al meglio le camere di scoppio. Tutto questo senza dimenticare l'iniezione ad acqua, una soluzione già nota da tempo in campo aeronautico e nelle competizioni ma che ha debuttato solo nel 2016 su un'auto di serie, la BMW M4 GTS. Secondo Bosch può ridurre i consumi fino al 13%, soprattutto nelle situazioni in cui si accelera rapidamente o quando si guida in autostrada. Questo perché l’acqua aiuta il motore a rimanere nella gamma migliore di temperature di esercizio. Di solito, infatti, parte del calore in camera di scoppio viene smaltito aumentando l’afflusso di benzina, che evapora raffreddando le pareti del cilindro e la testa. Con l'iniezione ad acqua, invece, viene iniettata una nebbia fine d'acqua nel condotto di aspirazione prima che il carburante si accenda. Qui si vaporizza immediatamente e assicura un raffreddamento efficace. Insomma sembra che il motore a Ciclo Otto abbia ancora molto da dire