Motori FPT per camion policombustibili, idrogeno, gas ed elettrico
Il motore FPT XC13 è il primo propulsore multi-carburante a base unica per mezzi pesanti e da lavoro gravoso, compatibile con diesel, gas naturale, idrogeno e combustibili rinnovabili.
FPT Industrial, eccellenza dell’industria nazionale e del gruppo ex-Fiat, ha sviluppato il Cursor 13, un motore per mezzi pesanti con alimentazione versatile: gas naturale, celle a combustibile a idrogeno o batteria elettrica.
L’XCursor, il motore FPT per camion con idrogeno, gas ed elettrico
Il motore XC13 di FPT Industrial rappresenta un progetto completamente rinnovato rispetto al Cursor 13, mantenendo l’architettura sei cilindri in linea e la cilindrata di 12,9 litri, ma con una riprogettazione totale dei componenti per ridurre peso, migliorare efficienza e prestazioni.
Realizzato in ghisa a grafite compatta, un materiale che garantisce maggiore resistenza e migliore conduttività termica, il XC13 pesa 100 kg in meno rispetto alla versione diesel del Cursor 13 e 80 kg in meno rispetto a quella a gas naturale. La riduzione di massa e il miglior raffreddamento consentono di tollerare temperature di combustione più elevate, aumentando l’efficienza energetica e riducendo consumi ed emissioni.
Grazie a rapporti di compressione più alti e pressioni di combustione comprese tra 250 e 270 bar, il motore offre una potenza massima di 600 CV, con un incremento del 5% della prontezza di risposta e del 14% della coppia, raggiungendo 2.850 Nm. Il sistema di iniezione Bosch opera a 2.500 bar, garantendo una combustione ottimale e minori emissioni di CO₂ e NOx.
Per sostenere queste prestazioni, sono stati riprogettati i componenti del manovellismo, tra cui pistoni in acciaio ad alto tenore di carbonio e bielle con perni maggiorati, che riducono gli attriti e migliorano l’efficienza complessiva del motore.
Motore XCursor 13 turbo
Il sistema di sovralimentazione del XCursor è stato ottimizzato con un turbocompressore Garrett a geometria variabile e flussi separati, migliorando la dinamica dei gas combusti e riducendo la contropressione nei condotti di scarico grazie a un setto divisorio. Questo consente un’erogazione ottimale a tutti i regimi, garantendo accelerazione ed elasticità senza compromettere la potenza.
Il nuovo turbocompressore lavora in sintonia al freno a decompressione, potenziato grazie ad un sistema Eaton a bilancieri collassabili che modifica la dinamica delle valvole di scarico, aumentando la potenza frenante fino a 530 kW (720 CV) nella versione diesel e 245 kW (333 CV) nella versione a metano.
Il motore integra il sistema ‘Item’ (Internal Thermal Engine Management), che ottimizza i flussi termici per ridurre consumi ed emissioni. È inoltre altamente personalizzabile, permettendo di invertire i lati di aspirazione e scarico e di concentrare i componenti di manutenzione su un unico lato per facilitare gli interventi.
Motore XCursor 13 alimentato a idrogeno
La versione a idrogeno del motore Xc13 nasce dall’esperienza maturata sui propulsori a gas naturale, da cui eredita la testata e il sistema di accensione con candela centrale lungo l’asse del cilindro. Ma questo motore ad idrogeno adotta anche soluzioni proprie della variante diesel, come l’iniezione diretta del carburante e un sistema di sovralimentazione con turbocompressore a geometria variabile, specificamente calibrato per gestire le elevate diluizioni tipiche della combustione dell’idrogeno.
Come funziona la combustione di idrogeno
L’ottimizzazione del processo di combustione è stata una delle principali sfide ingegneristiche, data la combinazione di un’alta temperatura di autoaccensione e una bassa energia di accensione dell’idrogeno. Per evitare fenomeni di pre-accensione e detonazione, il motore lavora con miscele estremamente magre, con un rapporto lambda superiore a 2, ossia almeno 68 parti di aria per 1 di idrogeno (contro il rapporto stechiometrico di 34:1). Questa strategia consente di limitare la formazione di ossidi di azoto (NOx) e di ottenere temperature di scarico inferiori rispetto a un motore diesel.
L’impianto di scarico è derivato dalla versione diesel e integra un sistema di post-trattamento SCR, evitando la necessità di un ricircolo dei gas di scarico (EGR) per contenere le emissioni entro i limiti normativi. Il sistema di sovralimentazione, basato su un turbocompressore a geometria variabile, è stato adattato per fornire un elevato boost e garantire un’efficienza bilanciata tra quella dei motori diesel e quella delle unità a gas naturale.
Infine, per motivi di sicurezza, il motore è dotato di un sistema di ventilazione del basamento che impedisce l’accumulo di miscele di idrogeno nei gas di blow-by, evitando il rischio di raggiungere concentrazioni infiammabili all’interno del motore.
Applicazioni e test ad alta quota
Il motore a idrogeno è destinato ai mezzi pesanti S-Way di Iveco, con applicazioni che includono veicoli commerciali, camion, autobus urbani, macchinari per l’edilizia e il movimento terra, nonché trattori per il medio e lungo raggio. In fase di test il motore Cursor è stato testato sul battipista Leitwolf h2Motion di Prinoth, debuttando a Flachau, in Austria.
L’idrogeno è stoccato in cinque serbatoi posteriori, garantendo un’autonomia di oltre 3 ore. I test in alta quota, sopra i 2.000 metri, hanno permesso di valutare le soluzioni tecniche in condizioni estreme, verificando l’efficacia dei sistemi di sovralimentazione essenziali per l’efficienza dei motori a idrogeno in aria rarefatta.
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