Motore Diesel Bosch Weichai : la rivoluzione per un futuro “green”

Il motore diesel Bosch Weichai, pensato per veicoli commerciali e camion, segna una svolta storica. La sua efficienza termica è un nuovo punto di riferimento per gli standard mondiali. È in assoluto il motore Diesel più “verde” del pianeta. Alla cerimonia tenutasi il 16 settembre 2020 a Jinan, Shandong, l’organizzazione di test di fama mondiale TÜV SÜD e il China Automotive Technology and Research Center(ossia l’organizzazione nazionale cinese di test sui motori a combustione interna) hanno premiato i certificati Bosch-Weichai per l’incredibile efficienza termica ottenuta del 50,26%.

Breve storia e funzionamento del motore diesel

Nel 1892 venne brevettato da Rudolf Diesel un motore a combustione interna alimentato a gasolio. Esso sfruttava la fase di compressione per ottenere l’accensione spontanea del carburante. Differenziandosi per la mancanza di candele di accensione (e non solo ovviamente), tipiche dei motori a benzina, risultò essere da subito più efficiente, in termini energetici, del motore a ciclo Otto(benzina). Si parla di un rendimento termico di 0,26(primi motori del 900) fino ad arrivare ad un rendimento medio odierno di 0,46.

”Abbiamo raggiunto insieme un nuovo traguardo. Anche se il motore diesel ha quasi 130 anni, il suo sviluppo continua”.

Parola di Volkmar Denner, CEO del Gruppo Bosch.

La collaborazione

Bosch e Weichai collaborano dal 2003, ma hanno lanciato il loro progetto di sviluppo, nel settembre 2018. Il traguardo, è stato raggiunto grazie ad un investimento di 30 miliardi di yuan negli ultimi dieci anni. Inoltre, sono stati assunti 200 ricercatori, 300 talenti globali di spicco e più di 3000 laureati con l’intento di innovare il settore dei motori diesel. Obiettivo raggiunto.

“Bosch ha fornito un grande supporto per il raggiungimento dell’efficienza del 50% nel motore diesel per veicoli commerciali Weichai. Siamo molto lieti di continuare la nostra partnership di grande successo con Bosch”

Ha affermato Tan Xuguang, Presidente del Gruppo Weichai.

“Bosch fornisce il sistema common rail per il motore diesel a sei cilindri da 12,9 litri di cilindrata. Poiché garantisce un’alimentazione e un’iniezione di carburante efficienti,è un elemento fondamentale per assicurare che il motore sia conforme allo standard sulle emissioni China VI. Il sistema Bosch può essere utilizzato per livelli di pressione da 1.800 a 2.500 bar e configurato per applicazioni fino a otto cilindri. Le caratteristiche dell’iniettore consentono di ottimizzare la strategia di combustione e di ottenere elevate prestazioni del motore. A seconda delle esigenze, il sistema può durare fino a 1,6 milioni di chilometri ed è stato progettato anche per funzionare con una propulsione elettrificata”.

Una tale efficienza porterebbe ad un risparmio di carburante dell’8%. Le conseguenze, in termini di Co2 non emessa, sono sbalorditive.

Motore Diesel Bosch Wehichai i segreti di tanta efficienza

• Come molti avranno intuito uno dei punti salienti di questo nuovo motore diesel è il sistema Common Rail. Ideato dal fisico barese Mario Ricco, successivamente, fu industrializzato da Bosch. Il Common Rail (“condotto comune” in italiano) funziona grazie ad una pompa indipendente la quale mette in pressione il carburante e lo trasferisce appunto nel Condotto Comune. La pressione è controllata da una valvola elettronica, la quale mantiene i valori richiesti dalla centralina. Un ruolo fondamentale è svolto dagli iniettori, in cui l’immissione di carburante viene gestita da un’elettrovalvola. In tal maniera, si riesce a calibrare con precisione l’iniezione, effettuandone fino ad 8 a ciclo. Da qui derivano i Multijet Fiat. Quindi, tramite questa sorta di pre-iniezione, si riesce ad ottenere una combustione più omogenea. I vantaggi sono: una riduzione dei consumi, ed un aumento delle prestazioni. Inoltre, l’incredibile pressione che raggiunge il sistema Bosch (2500 bar, garantito per sistemi fino ad 8 cilindri) ne aumenta ancor di più l’efficienza.
• Tecnologia di co-combustione. E’ in pratica un ottimizzazione del design dei collettori di aspirazione , dell’iniezione del carburante, e del profilo della camera di combustione. Tutto ciò ha portato ad un aumento della velocità di combustione del 30%.
• Tecnologia di distribuzione dell’energia di scarico. In pratica, grazie a dei turbocompressori ottimizzati e ad una nuova modalità di gestione dei gas di scarico, a tutti regimi di utilizzo; Bosch afferma che le emissioni di NOx sono dieci volte inferiori rispetto ai limiti di legge. Donando nuova vita ai motori Diesel.  il “trucco” è stato posizionare il sistema di trattamento SCR appena oltre il collettore, dove il motore garantisce un maggior riscaldamento e dunque funzionamento più efficace.
• Tecnologia di controllo intelligente. Utilizza i vantaggi dell’ECU sviluppata da Weichai, sviluppa una serie di modelli predittivi di controllo più precisi, in modo che ogni parte del motore diesel possa essere più efficiente.
• Tecnologia di lubrificazione zonale. Utilizza diverse tecnologie di riduzione dell’attrito in diverse aree per ridurre l’attrito complessivo del 20%.

Motore Diesel Bosch Weichai: come si misura l’efficienza?

Come viene effettuata la misurazione?. Tramite il BFSC (Brake Specific Fuel Consuption), ossia il tasso di consumo del carburante diviso la potenza prodotta. Quindi semplicemente r/P. Dove r è il tasso di consumo del carburante in g/s, mentre P è la potenza in Watt calcolata come Coppia Motrice(Nm) x Velocità Angolare(rad/s). Il BFSC viene misurato in g/J oppure in g/(KWh). Da tener presente, per una corretta misura, è il potere calorifero inferiore del carburante. Quindi, ad esempio,  l’efficienza di un Diesel è: 1/ (BSFC x P.C.I). Il potere calorifero viene misurato in Kwh/g.

Il valore del BFSC cambia in base ai diversi regimi di velocità e carichi. Un motore, infatti, ha l’efficienza massima quando lavora vicino alla coppia massima. Per questo motivo, quando leggiamo i dati di BFSC, bisogna considerare una media statistica relativa all’intero ciclo.

Conclusioni

Bosch punta a rendere il trasporto il più possibile rispettoso dell’ambiente e persegue la visione di una mobilità neutra in termini di CO2. L’obiettivo è rendere i veicoli commerciali sempre più puliti sicuri ed intelligenti.

La collaborazione con Weichai non si limita ai motori a combustione interna, bensì anche alle batterie fuel cell e a sistemi di assistenza alla guida. Vi è uno stretto rapporto anche per quanto riguarda l’industry 4.0.

Bosch ha affermato che mira a diventare il leader di mercato nell’elettromobilità con veicoli alimentati a batteria fuel cell. Inoltre si aspetta che circa un terzo di tutti i veicoli di nuova immatricolazione in tutto il mondo saranno puramente elettrici entro il 2030, con due terzi ancora alimentati da un motore a combustione, compresi gli ibridi.

Bosch punta sull’elettrico, tuttavia non ha intenzione di abbandonare il motore Diesel. Per osservare questo gioiello su strada dovremmo aspettare però, il biennio 2023/2024.