Motore a idrogeno H2 per alte prestazioni
L'austriaca AVL ha sviluppato un motore turbo ad alte prestazioni che utilizza l'idrogeno al posto della benzina. Farà il suo debutto in pista nel TCR, nelle competizioni Off-Road e nei rally raid come la Dakar.
I motori termici a combustione potrebbero ancora rappresentare il futuro della mobilità se alimentati da carburanti sintetici ma anche dall’idrogeno. Toyota è una delle aziende che ha esplorato questa direzione, mettendo a punto un motore V8 alimentato ad idrogeno da oltre 450 CV per auto sportive ad alte prestazioni. Ma non è l’unica. Anche la AVL Racetech, in Austria, sta sviluppando un propulsore termico innovativo: un quattro cilindri turbo da 2,0 litri alimentato a idrogeno, in grado di generare oltre 400 CV di potenza.
Motore ad idrogeno H2 per alte prestazioni
Queste esperienze con l’idrogeno impiegato sui motori termici ad alte prestazioni indicano una crescente attenzione verso l’utilizzo di questo carburante come alternativa alla benzina, aprendo nuove prospettive per il futuro della mobilità sostenibile anche nel campo delle competizioni stesse.
AVL Racetech, la divisione motorsport di AVL, noto fornitore di sviluppo tecnologico nel Motorsport, ha recentemente presentato il suo primo motore da corsa marchiato AVL Racetech. Si tratta di un propulsore turbo da due litri ad alte prestazioni alimentato a idrogeno, che AVL ha sviluppato In collaborazione con il laboratorio ungherese HUMDA.
Il motore è alimentato da idrogeno puro, che viene iniettato direttamente nella camera di combustione.
Il prototipo, testato presso la sede AVL di Graz su speciali banchi prova motore modificati per l’uso dell’idrogeno, ha erogato una potenza massima di 410 CV a 6.500 giri/min e una coppia di 500 Nm a 3.000-4.000 giri/min che corrisponde a una pressione media effettiva (BMEP, acronimo di Brake Mean Effective Pressure in inglese) di 32 bar. La BMEP è una misura della pressione media all’interno della camera di combustione di un motore termico durante il ciclo di lavoro. È un parametro importante utilizzato per valutare l’efficienza e le prestazioni di un motore. Solitamente i motori ad alte prestazioni possono avere valori di BMEP nell’ordine di diverse decine di bar, mentre i motori da competizione possono raggiungere valori di BMEP superiori a 20 bar, e in alcuni casi anche oltre, come questo raggiunto dalla AVL su questo motore. Si tratta di prestazioni decisamente importanti che arrivano a 205 CV/litro.
Iniezione acqua indispensabile
Il motore presenta anche un sistema di iniezione d’acqua PFI (Premixed Fuel Injection) che miscela acqua all’aria di aspirazione per prevenire detonazioni indesiderate, migliorare l’efficienza del motore e ridurre la temperatura di combustione con conseguente abbassamento delle emissioni di NOx.
La sovralimentazione è garantita da un turbocompressore appositamente progettato con una paricolare gestione elettronica per assicurare un fabbisogno d’aria ottimale nelle varie condizioni di esercizio.
Gli ingegneri hanno dovuto cercare soluzioni tecniche innovative per gestire il processo di combustione, a causa della rapidità di accensione in una situazione di pressioni di esercizio molto elevate in camera di combustione. Gli elementi come il collettore di aspirazione, i rail del carburante e gli iniettori sono stati progettati specificamente per gestire un carburante molto secco rispetto alla benzina tradizionale.
Il motore è realizzato con materiali leggeri e ad alta resistenza, come alluminio e titanio. Questo consente di ridurre il peso del motore e di migliorare le prestazioni. Ecco altri dettagli tecnici sul motore:
- Cilindrata: 2 litri
- Rapporto di compressione: 14,5:1
- Distribuzione: DOHC, 4 valvole per cilindro
- Turbocompressore: singolo, con intercooler
- Sistema di iniezione: PFI
- Coppia massima: 500 Nm a 3.000-4.000 giri/min
- Potenza massima: 410 CV a 6.500 giri/min
- Massa: 160 kg
Motore ad idrogeno nelle corse
Il motore ad idrogeno sviluppato da AVL troverà inizialmente applicazione nel mondo delle corse, dove la pista servirà come banco prova per valutare le prestazioni in vista di possibili produzioni di serie. AVL ha focalizzato lo sviluppo del motore su categorie come il TCR, ma non esclude la possibilità di utilizzarlo in una serie dedicata o addirittura nell’off-road, come nei rally raid e alla Dakar.
In quest’ambito, la Dakar sta diventando un punto di riferimento per l’uso di carburanti sostenibili, tra cui motori ad idrogeno.
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