Motore V12 Ferrari, la novità che fa convivere prestazioni ed emissioni

Motore V12 Ferrari, la novità che fa convivere prestazioni ed emissioni

Il brevetto depositato lo scorso aprile illustra l'evoluzione del controllo dell'accensione differenziata in funzione del carico motore, tra precamera di combustione e dispositivo Spark Coupled Injection

25 ottobre 2019

Lunga vita al V12 aspirato Ferrari, alle alte prestazioni e alla “sopravvivenza” davanti a normative sempre più stringenti sulle emissioni inquinanti. Come? Grazie a un’idea in grado di attivare rapidamente i catalizzatori e farli operare nelle condizioni ideali di temperatura, preservando le caratteristiche di un motore ad alte prestazioni.

Ferrari 812 GTS: FOTO

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Un V12, ad esempio. Nel brevetto depositato lo scorso aprile in Italia, apparso negli USA il 24 ottobre, l’invenzione dei tecnici Ferrari è rivolta a un propulsore 12 cilindri a V, immaginato con bancate di 90 gradi; un’idea versatile, applicabile anche ad altri frazionamenti, a V e in linea, con bancate tra 60 e 180°, potenzialmente.

GLI ARTEFICI

Michele Di Sacco, Massimo Medda, Stefano Paltrinieri, Vincenzo Rossi e James Conigan sono gli “inventori” del sistema di controllo del propulsore e migliore gestione delle emissioni, destinato al futuro sviluppo delle unità motrici Ferrari.

CANDELA E INIETTORE, SIMBIOSI DECENTRATA

Il rinnovamento “fisico” è nel posizionamento differente dell’iniettore e della candela. Iniezione diretta, anzitutto. Candela e iniettore non sono collocati al centro della testata, bensì in posizione defilata e, soprattutto, opposta alle valvole di aspirazione.

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Un altro elemento cruciale nel controllo delle emissioni e nello sviluppo di un motore a elevate prestazioni, è la presenza di una precamera di combustione, questa sì in posizione centrale della testata, con una leggera protuberanza (le pareti) convessa all’interno della camera di combustione principale, con la quale “comunica” attraverso portali liberi.

CATALIZZATORI DA ATTIVARE

La premessa dalla quale sono partiti i tecnici Ferrari guarda al modo efficace di controllare le emissioni nella 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.

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Questo può avvenire incrementando l’afflusso d’aria all’interno del motore e ritardando l’accensione rispetto all’iniezione di carburante, con il problema relativo del rischio di una combustione instabile.

ACCENSIONE RITARDATA

La tecnologia dell’iniezione abbinata alla scintilla (Spark Coupled Injection) opera posizionando candela e iniettore molto vicini tra loro, con l’iniezione di carburante che precede l’accensione, un lasso di tempo sufficiente per generare una turbolenza con l’aria in ingresso dalle valvole di aspirazione, opposte all’abbinata candela-iniettore. Il leggero ritardo dell’accensione fa sì che la corrispondente temperatura del catalizzatore aumenti più in fretta.

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In Ferrari, i tecnici hanno sviluppato un sistema di controllo dell’accensione e delle emissioni in grado di operare in condizioni differenti: a basso carico motore, come le fasi di avvio del propulsore; a carichi elevati. Scenari differenziati nel dato di pressione media che opera sul pistone, inferiore o uguale a 5 bar nello a condizione di basso carico, superiore o uguale a 5 bar nel funzionamento a pieno carico.

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.

IL RUOLO DELLA PRECAMERA

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.

Precamera e camera comunicano liberamente attraverso le aperture sulle pareti convesse. Grazie al disegno del pistone e l’iniezione opposta alle valvole di scarico, si generano vortici in camera di combustione che migliorano la miscela aria benzina prima dell'accensione, con il relativo, successivo, miglioramento della stessa, comandata dalla propagazione di fiamma in precamera di combustione.

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