23 novembre 2019

In arrivo un nuovo V12 a precamera per Ferrari

Il V12 Ferrari continuerà a ruggire grazie a un preciso controllo delle fasi di combustione e accensione e delle relative temperature in gioco e l’adozione di una particolare precamera e di un avanzato sistema di accensione/iniezione.

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Ferrari annuncia di avere in cantiere il progetto di un nuovo e al tempo stesso rivoluzionario motore V12. Una notizia che farà la felicità di tutti quei patiti e appassionati di motori prestazionali e belle auto che fin dall’inizio hanno storto il naso nei confronti della nuova tendenza verso l’elettrificazione e la completa scomparsa dei motori endotermici.

Stando alle prime indiscrezioni, si tratterà di una unità naturalmente aspirata ed estremamente sportiva e prestazionale, che però non potrà esimersi dal fare i conti con le sempre più stringenti normative sui consumi e sulle emissioni inquinanti. A Maranello però sembrano aver trovato la quadra per poter continuare ad usare propulsori iconici come il V12 del Cavallino pur senza rinunciare al contenimento dei consumi e al rispetto della salute nostra e del nostro pianeta.

Analizzando in modo approfondito il brevetto depositato lo scorso aprile in Italia e apparso negli USA il 24 ottobre, si scopre come il nuovo V12 aspirato con bancate di 90 gradi dovrebbe avvalersi di una soluzione tecnologica innovativa in grado di attivare rapidamente i catalizzatori e farli operare nelle condizioni ideali di temperatura, preservando le caratteristiche di un motore ad alte prestazioni. Un avanzato sistema di controllo del propulsore e di gestione delle emissioni che dovremmo vedere anche sulle future unità Ferrari, motori a V e in linea con bancate tra 60 e 180°.

Ma in cosa consiste questa innovativa soluzione tecnologica? In primis in un differente posizionamento dell’iniettore e della candela che non sono in questo caso collocati al centro della testata, bensì in posizione defilata e, soprattutto, opposta alle valvole di aspirazione.

In seconda istanza, nonostante il motore presenti una iniezione di tipo diretta, Ferrari ha pensato bene di ricreare una sorta di precamera di combustione in posizione centrale della testata. Questa precamera, corredata di una leggera protuberanza convessa all’interno della camera di combustione principale con la quale comunica attraverso portali liberi, sarebbe in grado di tenere sotto controllo le emissioni pur senza pregiudicare le prestazioni. Dotata di candela di accensione posta sopra il cilindro, questa precamera di combustione sarebbe in grado di far avvenire la combustione con maggiore escursione termica, favorendo la formazione di gas più caldi, soprattutto nella fase di avviamento, che mandano rapidamente in temperatura il catalizzatore.

In terzo luogo a Maranello hanno previsto l’introduzione di un’iniezione anticipata di una piccola quantità di carburante prima che la candela si accenda, in modo da creare una miscela aria-benzina con temperatura più alta che possa scaldare più velocemente il sistema catalitico nel momento in cui si avvia il motore, riducendo di conseguenza anche le emissioni.

Gli ingegneri e i progettisti di Maranello sono quindi partiti da questa problematica, andando ad analizzare la fase di avvio del propulsore, quando cioè il sistema dei catalizzatori non opera ai 300-400° C che rappresentano il range di funzionamento ideale per abbattere le emissioni inquinanti. Hanno quindi deciso di sviluppare un sistema di controllo dell’accensione e delle emissioni in grado di operare in condizioni differenti: a basso carico avviene un’iniezione principale di carburante nella camera di combustione durante la fase dell’aspirazione, seguita da una seconda piccola iniezione appena prima che avvenga l’accensione.

A pieno carico, il funzionamento del motore prevede l’iniezione di carburante nella fase di aspirazione, la scintilla dell’accensione non avviene dalla candela adiacente all’iniettore, bensì nella precamera di combustione con la seconda candela dedicata. Tutto questo processo è naturalmente aiutato anche dal particolare disegno del pistone e dalla particolare posizione di iniettore e candela che portano alla formazione di vortici in camera di combustione che migliorano la miscela aria benzina prima dell'accensione comandata dalla propagazione di fiamma in precamera di combustione.

Uno dei problemi principali che i motori a benzina devono risolvere per poter contenere consumi ed emissioni è la riduzione delle tempistiche di riscaldamento dello stesso dalla fase di avviamento. La valutazione delle emissioni considera infatti anche la fase di avviamento ed è proprio in questi frangenti che si concentra la peggiore performance del propulsore. Senza dimenticare poi che più un motore ha una cubatura maggiore e più questo problema si manifesta in quanto impiega più tempo per potersi scaldare completamente e raggiungere la corretta temperatura di funzionamento.

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