Diesel finito? Mercedes promette un motore potente e pulito

Innovazione ed efficienza per i nuovi motori Diesel OM 654: Mercedes va controcorrente nei materiali e nei dispositivi antinquinamento

12 aprile 2016 - 23:17

Lo scandalo Dieselgate delle emissioni truccate “festeggerà” i suoi primi 7 mesi fra pochi giorni ma la valanga di avvenimenti che ha innescato fa sembrare questo periodo molto più lungo. Fra i vari suoi effetti si può sicuramente registrare la nascita di una certa diffidenza verso questi motori ma Mercedes non ci sta e rilancia con una nuova famiglia di propulsori votata all'efficienza e alla “pulizia”.

LO “SPORCO” PUÒ PULIRE? La presentazione di questa nuova famiglia di motori, gli OM 654, vuole contrastare questi sentimenti di sfiducia e preparare Mercedes a fronteggiare i sempre più stringenti obiettivi nella riduzione delle emissioni da parte dei governi, in grado di mettere sotto pressione i costruttori. Il principio ispiratore di questa nuova famiglia di motori è l'efficienza, una bussola che ha guidato i progettisti nell'ottimizzazione di ogni dettaglio nell'arco dei 4 anni di sviluppo. Il 2.000 turbodiesel promette un risparmio di carburante del 13% pur erogando più potenza dell'unità da 2,2 litri che sostituisce: 143 kW invece di 125. Le novità sono piuttosto importanti, a partire dalla costruzione: Mercedes afferma che questo motore è il primo diesel a quattro cilindri interamente in alluminio e questo, unito all'ottimizzazione dei componenti, permette all'OM 654 di pesare 168,4 kg rispetto ai 202,8 kg del 2.200 precedente. Questo risparmio del 17% contribuisce ulteriormente all'alleggerimento del veicolo e quindi ad un minor consumo. L'interasse fra i cilindri, diminuito a 90 mm (è lo stesso dei benzina) contro i 94 del propulsore che sostituirà, permette una compattezza superiore e quindi maggior facilità di posizionamento nel vano motore.

LEGGERI COME L'ACCIAIO Un'altra innovazione è l'uso dell'acciaio per i pistoni, una soluzione che sta guadagnando credito presso i Costruttori (anche Renault li sta adottando) dopo decenni d'impiego delle leghe di alluminio. A prima vista, la combinazione di un basamento in alluminio con pistoni in acciaio potrebbe apparire insolita, perché l'acciaio si dilata meno dell'alluminio a caldo, conduce meno bene il calore ed è più pesante, cosa che ne ha frenato la diffusione rispetto all'alluminio.

Eppure i progettisti di Stoccarda hanno trasformato questi apparenti svantaggi in opportunità. La minore dilatazione dell'acciaio alla temperatura di regime aumenta leggermente il gioco tra il pistone e la canna, riducendo l'attrito di circa il 40/50%. L'inferiore conducibilità termica dell'acciaio aumenta la temperatura di lavoro dei pistoni: questo materiale la sopporta agevolmente e un componente più caldo migliora l'efficienza termodinamica e accelera la combustione. Le sollecitazioni dei motori moderni avevano poi imposto dimensioni maggiori per i pistoni e, a un certo punto, l'acciaio è ritornato in gioco perché, essendo più resistente dell'alluminio, ha permesso dimensionamenti più compatti pur conservando una certa “riserva di resistenza”.

GEOMETRIE PIÙ FAVOREVOLI Ma, a cascata, arriva un altro vantaggio: il pistone più basso ha consentito di allungare la biella (leggi cos'è una biella e come è fatta) e questo, a parità di corsa, la fa “inclinare” meno rispetto alla verticale, diminuendo le spinte laterali sul pistone e quindi l'attrito. Per lo stesso motivo – la diminuzione della spinta laterale – anche l'albero motore è disassato, di 12 mm verso il lato dell'aspirazione, rispetto all'asse dei cilindri. I cilindri ricevono il trattamento antiattrito NANOSLIDE, un rivestimento “spruzzato” da un flusso di gas che investe le microscopiche particelle acciaiose prodotte dalla fusione, per mezzo di un arco elettrico, di un filo metallico. La levigatura delle canne espone poi i “pori” di questo rivestimento, rendendolo capace di trattenere l'olio per una lubrificazione ottimale: l'attrito si abbassa fino al 50% rispetto alle canne in ghisa e anche l'usura diminuisce. La forma della camera di combustione nel pistone, con una cavità anulare e vari gradini, migliora i consumi e riduce la formazione di particolato, cosa molto vantaggiosa per l'abbattimento delle emissioni. Il discorso ci ha portato ai dispositivi di trattamento dei gas di scarico, argomento quantomai di attualità. I nuovi motori impiegano prima di tutto sistemi EGR ad alta pressione raffreddati e a bassa pressione.

SONO VICINI AL MOTORE I successivi sistemi di trattamento sono un catalizzatore a ossidazione e poi un modulo che integra l'iniettore dell'AdBlue, raffreddato ad acqua, ed uno speciale filtro antiparticolato il cui rivestimento implementa una prima riduzione degli NOx.

Questi moduli sono posizionati a lato del motore, in un insieme molto compatto e che raggiunge rapidamente la temperatura di funzionamento ottimale, al punto che non sono necessarie particolari strategie di funzionamento a freddo. A seguire c'è poi il classico catalizzatore SCR (leggi come funziona il sistema SCR che abbatte gli NOx), che riduce ulteriormente gli ossidi d'Azoto. Per ridurre l'altezza complessiva, il comando dell'albero a camme è rimasto in posizione posteriore (lato trasmissione), come nel motore precedente. Nella stessa zona c'è la pompa di iniezione ad alta pressione, anch'essa trascinata dalla catena della distribuzione, che alimenta l'iniezione common rail di quarta generazione con pressioni fino a 2050 bar. La sovralimentazione è a singolo turbo compressore: l'efficienza della combustione ha consentito infatti di “risparmiare” un turbo conservando una buona prontezza.

A PROVA DI FUTURO (PULITO) L'alesaggio e la corsa, pari a 82 e 90 millimetri rispettivamente, definiscono una cilindrata unitaria molto prossima ai 500 cc da molti ritenuti l'optimum per l'efficienza termodinamica dei motori. Sempre all'insegna della compattezza è poi la sistemazione dei contralberi di bilanciamento, sistemati lateralmente all'albero motore in modo da non aumentare l'altezza del blocco, mentre due supporti motore in materiale plastico contribuiscono all'alleggerimento generale. I nuovi OM 654 sono stati progettati per soddisfare le future normative sulle emissioni secondo gli standard RDE – Real Driving Emissions. Lo sviluppo si è focalizzato anche sulla metodica WLTP ((Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure) che, a differenza dell'odierno ciclo di misurazione NEDC, dovrebbe esser in grado di garantire che i dati rilevati in laboratorio siano vicini al consumo nell'uso su strada. Tutti questi accorgimenti dovrebbero consentire agli OM 654 di contenere le emissioni medie di CO2 delle flotte, stante la scarsissima diffusione dei veicoli ibridi ed elettrici: il Diesel dovrà quindi caricarsi sulle spalle ancora per un po' le norme antinquinamento.

Commenta per primo

POTRESTI ESSERTI PERSO:

Frenata automatica: ancora molti limiti nei test AAA da 50 km/h

Ztl Roma orari mappa permessi

Ztl Roma oggi in centro: mappa e come funziona

Misure antismog Emilia-Romagna

Emilia-Romagna: stop diesel Euro 3 dall’1 ottobre 2022 (ed Euro 4 nel 2023)