Turbulent Jet Ignition: il segreto delle Formula Uno moderne

Una tecnologia capace di incrementare le prestazioni e l’efficienza del motore con un occhio di riguardo anche ai consumi e alle emissioni nocive.

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Se da un lato le Case automobilistiche stanno portando avanti chi più chi meno la loro personale transizione l’elettrificazione e una mobilità sempre più ecologica, dall’altro lato stanno facendo il possibile per dire addio il più tardi possibile ai motori a combustione interna o endotermici. Per fare in modo che il canto del cigno o la dipartita dei motori a scoppio non avvenga nel breve termine le Case automobilistiche stanno concentrando tutti i loro sforzi su più fronti: quello della riduzione degli inquinanti allo scarico con sistemi di trattamento sempre più efficaci, quello dello sviluppo di combustibili bio e quindi capaci di per se di produrre minori sostanze inquinanti e quello dell’incremento dell’efficienza degli stessi motori a combustione così da abbatterne consumi ed emissioni.

Inerente a quest’ultimo fronte l’incremento dell’efficienza di un motore a scoppio moderno non può che passare dall’incremento dell’efficienza in camera di combustione con annesso miglioramento dei processi di formazione della carica e di quelli di avanzamento del fronte di fiamma così da ottenere una combustione sempre più pulita e di conseguenza un miglioramento generale delle prestazioni. In Formula Uno, dove prima di ogni altro luogo vengono sperimentate le nuove tecnologie che poi verranno riversate nell’utilizzo reale e quotidiano, questo obiettivo negli ultimi anni è stato raggiunto con l’introduzione dell’iniezione turbolenta a Jet, detta TJI (Turbulent Jet Ignition).

Si tratta di una tecnologia, progettata e sviluppata dalla Mahle, che sostituisce in modo radicale la classica iniezione diretta dei motori alimentati a benzina e ha lo scopo di ottenere prestazioni elevate senza eccedere nell’apporto di carburante. Per ottenere questi due obiettivi tale tecnologia introduce una piccola pre-camera, posizionata al di sopra di quella principale e direttamente collegata ad essa attraverso piccoli orifizi, all’interno della quale un primo iniettore introduce una piccolissima quantità di carburante che verrà poi innescato da una candela una volta mescolato con l’aria a formare la miscela. Questa miscela magra, oramai innescata, grazie a un moto fortemente turbolento viene inviata verso la camera principale che è naturalmente alimentata a sua volta da un iniettore secondario che si occuperà di introdurre la maggior parte di carburante necessario a ogni ciclo.

In questo modo la carica formatasi nella camera principale non viene più innescata in un singolo punto generato dalla scintilla della candela ma si incendierà in più punti contemporaneamente, arrivando quindi a creare una combustione più rapida e omogenea e con un aumento di pressione più rapido ma lineare. Risultato che, affiancato al fatto di poter utilizzare una miscela ultra magra in camera di combustione, consente di ridurre sensibilmente i consumi e le emissioni nocive (specie di particolato), aumentare le prestazioni e incrementare di conseguenza l’efficienza termica generale del motore.

Mahle Powertrain la descrive così: il processo di combustione si basa su una speciale accensione a superficie. Un trucco ingegnoso fa sì che la miscela aria-combustibile venga pre-accesa in una precamera intorno alla candela. Ciò provoca la formazione di getti di plasma che raggiungono il pistone, primariamente sul bordo esterno, e accendono il resto della miscela. Mentre l’accensione avviene normalmente nel centro del cilindro, con Mahle Jet Ignition avviene essenzialmente dall’esterno verso l’interno. Questo permette di migliorare significativamente la combustione della miscela del carburante, generando maggiore potenza con molti meno residui.

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