Un team del CMT-Thermal Engines Institute dell'Università UPV suggerisce una nuova configurazione che unisce tutti i vantaggi dei motori ibridi con la tecnologia di combustione a doppia alimentazione.

I ricercatori dell'Università Politecnica di Valencia (UPV) stanno lavorando per ottenere motori più efficienti e meno contaminanti. In questo caso, il loro lavoro è focalizzato sui motori ibridi. Un team del CMT-Thermal Engines Institute sta studiando una nuova configurazione che unisce tutti i vantaggi dei motori ibridi e della tecnologia di combustione a doppia alimentazione.

I primi risultati ottenuti nei campi di prova dell'istituto, che sono stati pubblicati sulla rivista Ingegneria termica applicata —confermare la loro idoneità ad affrontare i futuri limiti di contaminazione e CO ₂ emissioni del settore dei trasporti. Questi risultati hanno anche suscitato l'interesse di aziende che producono veicoli destinati al trasporto su strada come Volvo Group Trucks Technology (Francia) e compagnie petrolifere come Aramco Overseas Company (Francia), quale il CMT-Thermal Engines Institute dell'UPV ha avviato un progetto congiunto con obiettivi simili a questo lavoro.

"L'obiettivo del lavoro era valutare il potenziale della combinazione di due strategie di riduzione dei contaminanti, tecnologia dual fuel e motori ibridi, per ottenere una drastica riduzione di CO ₂ emissioni e altri contaminanti caratteristici dei veicoli diesel, come ossidi di azoto e fuliggine, "dice Jesús Benajes, ricercatore per i motori termici CMT.

Simultanea riduzione delle emissioni di NO _X , fuliggine e CO ₂

La principale novità della proposta sviluppata dai ricercatori UPV risiede nella parte termica del motore ibrido, che ha una componente duello-carburante. "Attualmente ci sono motori con una configurazione a doppia alimentazione, con metano e gasolio; ci sono motori ibridi come tutti sanno, ma non ce ne sono che uniscano entrambe le tecnologie, "dice Antonio Garcia, collega CMT-Thermal Engines ricercatore.

Tra le principali conclusioni dello studio, García sottolinea che le simulazioni che hanno condotto presso i campi di prova dell'istituto mostrano che la tecnologia di combustione a doppia alimentazione consente di ridurre le emissioni di NO _X di circa il 30% rispetto al Diesel, con bassissimi livelli di fuliggine e senza pregiudicare l'efficienza del motore.

Per di più, l'uso della tecnologia dual-fuel nei veicoli ibridi non plug-in consente di ridurre l'uso di benzina del 25% rispetto ai veicoli diesel convenzionali, in quanto è possibile ottimizzare l'area di utilizzo del motore a combustione dual fuel.

"Aumentando il grado di elettrificazione della centrale elettrica-motore-verso veicoli ibridi pluggable, i vantaggi della combinazione di entrambe le tecnologie sono ancora maggiori, diminuendo i livelli di NOx del 70% rispetto alle operazioni diesel e le emissioni di CO ₂ dal tubo di scarico fino a 50 k/km, significativamente inferiore ai 95 g/km imposti dalla normativa anticontaminazione per l'anno 2021, "dice Garcia.

Nuova metodologia per ottimizzare il motore

Javier Monsalve, Professore Associato e ricercatore della CMT-Motori Termici, afferma che l'abbinamento del motore a combustione con il motore elettrico aggiunge nuovi "livelli di libertà" che devono essere studiati a fondo per ottimizzare il funzionamento del veicolo. In questo senso, uno dei principali risultati di questo lavoro è stato l'ottenimento di una metodologia robusta che consente di, attraverso simulazioni al computer, scegliere il design ottimale del veicolo ibrido per abbinarlo al sistema di combustione a doppia alimentazione, tenendo conto delle condizioni di esercizio.

"Questa metodologia consente di accelerare lo sviluppo di questo tipo di veicoli, contribuendo alla realizzazione di Smart, trasporto verde e integrato, come lo descrive la strategia Horizon 2020, nonché il Piano Nazionale per la Ricerca Scientifica e Tecnica e l'Innovazione, dove i veicoli ibridi sono considerati una strategia europea e un'alternativa con un forte potenziale per decarbonizzare il settore dei trasporti attraverso la sua progressiva elettrificazione, "dice Monsalve.

Valutazione dell'impatto della tecnologia sulla base di un'analisi del suo ciclo di vita

Il team CMT-Thermal Engines di UPV spiega che per confrontare i vantaggi reali delle diverse soluzioni di trasporto, l'impatto di ogni tecnologia deve essere analizzato da un punto di vista globale. In questo senso, l'analisi del suo ciclo di vita è uno degli strumenti più utilizzati dai ricercatori e dagli enti preposti alla produzione di politiche anti-contaminazione, e che presumibilmente saranno recepite nella legislazione futura.

"Il nostro metodo distingue tra il sistema in primo piano (produzione, fase di utilizzo e trattamento di fine vita del veicolo) dal sistema in background (materiali, risorse, elettricità, fornitura di infrastrutture e produzione di rifiuti), che permette di identificare i principali componenti contaminanti e le eventuali aree di miglioramento, " conclude Santiago Martínez, ricercatore presso la CMT-Thermal Engines.