Toyota: nuovo brevetto mostra un motore ad idrogeno raffreddato ad acqua
Toyota ha depositato una domanda di brevetto per un motore che include delle valvole di iniezione d’acqua nelle porte di aspirazione della camera di combustione. Sul sito dell’Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti è infatti comparso il brevetto originale con le immagini e i bozzetti relativi a questa particolare soluzione.
Il brevetto spiega che l’acqua potrebbe essere iniettata mentre la valvola di aspirazione si apre o mentre si chiude, il che indica che non verrà spruzzata costantemente. Toyota afferma che non è un problema se l’acqua scorre nel cilindro poiché evaporerà se le goccioline sono abbastanza piccole. Se l’acqua penetra nel basamento, potrebbe mescolarsi con l’olio, ma è più probabile che evapori a causa della pressione interna particolarmente elevata, trattandosi di un motore a combustione di idrogeno.
Toyota: il nuovo brevetto nel dettaglio
Questo particolare brevetto riguarda un motore alimentato a idrogeno, ma non come l’unità che troverai in una Toyota Mirai. Questo è un motore a combustione di idrogeno, che ha un design completamente diverso da quello Fuel Cell (quest’ultimo sfrutta l’idrogeno per generare elettricità). Fondamentalmente funziona quasi come qualsiasi altro motore a combustione, ma utilizza idrogeno per creare la combustione necessaria al funzionamento della vettura. Toyota ha presentato all’inizio di quest’anno un concept di AE86 con motore a combustione di idrogeno.
Ogni cilindro ha due valvole di iniezione dell’acqua, la prima che inietta l’acqua nella prima porta di aspirazione e la seconda che inietta l’acqua nella seconda porta di aspirazione. Infatti parliamo di un motore quattro valvole per cilindro. La porta di iniezione viene usata quando la valvola si apre e quando si chiude.
Perché questa soluzione? In un motore standard che utilizza carburante tradizionale, il cilindro viene raffreddato dalla vaporizzazione latente del combustibile. Ti starai chiedendo di che si tratta. Il calore latente di vaporizzazione, fondamentalmente prevede una sottrazione di calore (quindi un raffreddamento) nel momento in cui il combustibile evapora. Si tratta quindi di una sottrazione di calore dovuta ad una transizione di fase che in questo caso è dal liquido al vapore. In un motore a combustione a idrogeno, la temperatura all’interno dei cilindri è più elevata, il che significa che può verificarsi una combustione anomala, detta anche detonazione. Quindi, invece di utilizzare la vaporizzazione latente del carburante, Toyota vuole utilizzare l’acqua. Naturalmente tutto questo sarà controllato dalla centralina elettronica (ECU).
L’ECU terrà d’occhio lo stato operativo del motore e determinerà la quantità di acqua che deve essere iniettata. Si tratta di una configurazione abbastanza complessa, ma il concetto di base è che Toyota ha trovato il modo di raffreddare un motore a combustione di idrogeno ad alte prestazioni, riducendo il fenomeno della detonazione e potendo quindi garantire prestazioni più elevate ottimizzando l’affidabilità.
Cosa significa tutto questo? Come forse saprai, Toyota non è convinta che il futuro sia completamente elettrico. La prossima generazione di veicoli elettrici sarà estremamente impressionante, ma sta anche lavorando su un’auto sportiva V8 dal sound epico. Si dice che questa vettura si chiamerà LFR, secondo un nome depositato come marchio registrato nel 2022. È anche opinione diffusa che l’Electrified Sport Concept sarà un successore completamente elettrico dell’amata LFA (che montava il V10).
Il futuro del marchio giapponese
Dal momento che Toyota intende presentare molteplici soluzioni invece di limitarsi a cedere alle richieste dei governi dei principali Paesi, potrebbe pianificare ancora un’altra vettura ad alte prestazioni che utilizza la combustione dell’idrogeno. O meglio ancora, questo potrebbe essere il primo segnale che la Corolla Cross H2 Concept entrerà in produzione.
Toyota ha fatto molto per non diventare completamente elettrica, quindi deve esplorare ogni strada per dimostrare che alternative come l’idrogeno sono veramente praticabili, nonostante le limitazioni e le forti restrizioni che verranno imposte dal 2035 in poi. Una versione pronta per la produzione di questo progetto sarà probabilmente incorporata con molte altre idee simili. Speriamo che Toyota faccia la cosa giusta senza rinunciare al fascino di un motore dal rombo non artificiale.