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Un motore a etanolo più efficiente
Un motore flex-fuel migliorato consentirà ai veicoli di ottenere una migliore efficienza del carburante da un mix di etanolo e benzina. La pressione all'interno del motore cambia per adattarsi alle diverse miscele di carburante. Questo, insieme all'uso di turbocompressori, lo rende efficiente quasi quanto un motore diesel, secondo i suoi sviluppatori.
Grande spinta : Questa immagine mostra un modello del motore a iniezione diretta potenziata con etanolo di Ricardo. I tubi di aspirazione sono mostrati in blu; tubi di scarico in rosso.
I cosiddetti motori flex-fuel utilizzano una miscela di combustibili, la combinazione più comune è circa il 15 percento di benzina e l'85 percento di etanolo. Ma questi motori tendono a pagare una penalità del 30% in termini di efficienza perché sono ottimizzati per l'utilizzo di benzina, afferma Rod Beazley, direttore del gruppo di prodotti per la benzina presso la società di ricerca ingegneristica Richard , con sede a Detroit. Pertanto, anche se le miscele commerciali di etanolo e carburante come l'E85 costano meno del gas alla pompa, risulta comunque più economico far funzionare un normale motore a benzina, afferma.
Il nuovo motore Ethanol Boosted Direct Injection (EBDI) di Ricardo è progettato per sfruttare appieno le proprietà favorevoli dell'etanolo per migliorare le prestazioni e ridurre i consumi. [L'etanolo] ha un numero di ottano molto alto rispetto ad altri combustibili e un calore di vaporizzazione più elevato, afferma Luke Cruff, ingegnere capo per il programma EBDI presso Ricardo.
Un numero di ottano più alto significa che un carburante è meno soggetto a detonazioni indesiderate o a colpi. Un maggiore calore latente di vaporizzazione significa che l'etanolo può aiutare a controllare le condizioni del gas nella camera di combustione abbassando le temperature. Modificando la pressione e la temperatura, il carburante iniettato nel motore brucerà in modo più efficiente e ridurrà la formazione di gas di protossido di azoto.
I normali motori flex-fuel non sono in grado di sfruttare queste proprietà perché sono ottimizzati per la benzina e funzionano a pressioni dei cilindri inferiori, afferma Cruff. Il motore EBDI monitora continuamente la miscela di carburante tramite sensori. Quindi modifica la pressione del cilindro, l'iniezione del carburante, la fasatura delle valvole e altri fattori per garantire che le condizioni ottengano il massimo dalla miscela di carburante. Un modo in cui il motore modifica la pressione del cilindro è l'utilizzo del turbocompressore.
Abbiamo progettato questo motore per essere ottimizzato per etanolo e gas e qualsiasi miscela dei due, afferma Beazley. Utilizziamo tutti questi meccanismi di controllo per modificare efficacemente le caratteristiche di compressione del motore.
Di conseguenza, il motore è in grado di colmare il divario tra i motori ad accensione comandata e il diesel, afferma Cruff. Possiamo ottenere prestazioni equivalenti dal veicolo e, in alcuni cicli di guida, un consumo di carburante equivalente, aggiunge Beazley. Oltre ad aumentare le prestazioni delle miscele etanolo-benzina, queste modifiche apportano anche miglioramenti con la benzina, sebbene i benefici non siano così grandi. La sovralimentazione, ad esempio, consente l'utilizzo di motori più piccoli ed efficienti senza sacrificare la potenza.
Questa è una progressione naturale, dice Hua Zhao , direttore del Center for Advanced Powertrain and Fuels Research presso la Brunel University, a Londra, nel Regno Unito. Diverse aziende stanno provando approcci simili, afferma. È una buona idea e fa parte di una tendenza a ridimensionare i motori sostituendo i motori grandi con quelli più piccoli.
La tecnologia è diversa da un altro approccio per aumentare le prestazioni del motore con l'etanolo. In questo approccio, il motore è ottimizzato per funzionare con etanolo e, quando si utilizza la benzina, vengono iniettate piccole quantità di etanolo da un serbatoio del carburante separato nel motore per evitare colpi. (Vedi L'incredibile motore termoretraibile.)
Attualmente, il concept engine di Ricardo è stato testato solo in condizioni di laboratorio. Ma l'azienda sta installando un prototipo in un pickup GMC Sierra 3500 HD. Sostituendo il grande motore diesel V8 da 6,6 litri con il più piccolo motore EBDI V6 da 3,2 litri di Ricardo, dovrebbe essere possibile ottenere lo stesso tipo di risparmio di carburante e prestazioni dal veicolo. La tecnologia è anche molto scalabile, afferma Beazley. Oltre a sostituire i motori delle autovetture, può essere utilizzato per i motori delle grandi macchine agricole, afferma.