CHI VINCERA' L'ETERNA LOTTA TRA MOTORI DIESEL, BENZINA ED ELETTRICI?

Al momento stiamo forse vivendo la fase più incerta della storica lotta tra motori Diesel, Benzina ed elettrici. Ognuno di essi, nelle attuali fasi di sviluppo, ha dei grossi punti a favore ma anche molti fattori a sfavore.
Facciamo un pò di chiarezza.

Motore ciclo Otto (a Benzina).

Attualmente,se usato senza alcun ausilio, è il motore più in difficoltà. La sua salvezza è stata la semplicità con cui si abbina al motore elettrico nelle varie versioni ibride sviluppate dalle case automobilistiche, con le ultimissime versioni plug-in (Che permettono anche il rifornimento di energia elettrica tramite cavo) che hanno reso la loro autonomia molto più elevata. Resta però ancora molto difficile la gestione dell'accumulo di energia elettrica che rende le vetture fin troppo pesanti.

Tramite l'uso sempre più imponente di sistemi di gestione elettronica è stato possibile migliorare i rendimenti utilizzando sistemi di iniezione diretta e turbocompressori con estrema precisione rimanendo però lontani dai valori ottenuti con gli attuali motori Diesel. Nel futuro prossimo, però, ci sono novità molto interessanti tra cui il motore a rapporto di compressione variabile.

motore VC T

Questa tecnologia sviluppata inizialmente dalla Saab e poi portata avanti dalla Infiniti (casa automobilistica premium del gruppo Renault-Nissan) sfrutta un sistema con un attuatore elettrico combinato con un sistema ellittico che permette la variazione della corsa del pistone, cambiando quindi il rapporto di compressione. Ricordiamo che Il rapporto di compressione volumetrico "p" è legato allo spazio morto della camera di combustione Vc e alla cilindrata V0 dalla formula:

p= (V0+Vc)/Vc 

e che al suo incremento aumenta il rendimento termodinamico. Con questo sistema è possibile variare il rapporto da 8:1 a 14:1 (valore paragonabile ad un turbodiesel!). Coi valori più bassi si punta a massimizzare le prestazioni, coi valori più alti si punta a massimizzare l'efficienza.

Un motore di questo tipo potrebbe essere molto utile al mondo dell'automobile, ma prima di cantar vittoria bisognerebbe effettuare dei test nel lungo periodo per scongiurare eventuali falle progettuali.

Motore ciclo Diesel (a Gasolio)

Fino a pochissimo tempo fa sembrava essere il motore che avrebbe sbaragliato ogni concorrenza nel mondo automobilistico, degradando gli altri a meri motori "di nicchia". Invece  è stato messo in grandissima difficoltà dalle nuove normative antinquinamento e dal caso "Dieselgate".

RendimentiA primo impatto guardando questa tabella si penserebbe ad un peggior rendimento dei motori Diesel a parità di rapporto di compressione, ma rispetto ai motori a ciclo Otto essi funzionano sempre con compressioni molto più elevate (solitamente 14-16 VS 8-9), sfruttando quindi meglio l'energia prodotta dalla combustione.

Le altissime efficienze raggiunte grazie all'uso di common rail ad altissima pressione e turbo a geometria variabile non sono bastate a ridurre le emissioni di particolato e di ossidi di azoto senza l'aiuto di una grande quantità di sistemi antinquinamento che rendono queste vetture sempre più costose e difficili da progettare. Qualche casa automobilistica, come la toyota, addirittura ha già eliminato dalla produzione le vetture con propulosre Diesel e molte altre sono in procinto di farlo.

Alcuni marchi stanno sviluppando dei sistemi ibridi anche per i motori Diesel, ma probabilmente in futuro questo motore tornerà a regnare solamente nell'ambito del trasporto e sui grossi SUV, questo perchè il motore Diesel è l'unico in grado di sviluppare l'enorme coppia necessaria per il normale uso di questi mezzi.

Motore elettrico

Fiat X1 23 Concept 1

Questo genere di motori è ritornato in voga negli ultimi anni dopo quasi un secolo di silenzio (nel XIX è stato utilizzato come primo sistema per la movimentazione delle carrozze senza cavalli e nel 1899 è stato utilizzato sulla prima vettura che ha superato i 100 km/h!). La prima casa automobilistica importante ad aver pensato di riproporlo è stata la fiat col progetto X1/23 del 1976, una citycar due posti 100% elettrica con velocità massima di 70 km/h e autonomia di 50 km che purtroppo non è mai stata messa in vendita.


Successivamente sono state prodotte e vendute parecchie vetture con autonomie e prestazioni simili o leggermente migliori alla X1/23, risultando poco alettanti per il mercato.



La svolta è giunta nel 2008 con la produzione della Tesla roadster. Questa vettura raggiunge i 200 km/h con accelerazione da 0 a 100 km/h in 3,9 secondi e autonomia massima in modalità maximum range di 392 km. Con la ricarica attraverso opportune colonnine si può raggiungere la carica massima in circa tre ore e mezza. Tutto questo è stato permesso dall'uso di batterie agli ioni di litio.

In futuro la stessa casa automobilistica punta sull'avvio della produzione di un semirimorchio per il trasporto con autonomia di 800 km e di una sportiva da 400 km/h e accelerazione 0-100 km/h in 1,9 secondi.

Il motivo principale della nuova impennata nell'uso dei motori elettrici è dovuto al loro grande rendimento (fino al 95% contro poco più del 35% dei migliori Diesel), una coppia molto elevata e quasi costante in gran parte del range di funzionamento e la mancanza di emissioni inquinanti.

Ma, in realtà, se si considera che l'energia utilizzata per queste vetture proviene da centrali elettriche che hanno anch'esse un proprio rendimento (mai superiore al 60% e molto inferiore a questo valore se non prodotta da combustibili fossili) e nella maggior parte dei casi sono alimentate da combustibili fossili, non si fa altro che spostare l'inquinamento dai centri cittadini verso l'esterno.
Inoltre la produzione delle batterie è fortemente inquinante (ben più dei gas di scarico) sia per la produzione che per il trasporto dalle poche e lontane zone di produzione.

In conclusione, non esiste ancora il motore perfetto, ma con l'enorme sviluppo tecnologico degli ultimi decenni, privilegiando il motore che possa avvicinarsi ai propri bisogni, si ha la possibilità di scegliere tra i vari fattori positivi offerti da ognuno di essi.

  fabrizio2

Autore: Ing. Fabrizio Loconte