Volkswagen, uno scandalo annunciato

Volkswagen, uno scandalo annunciato
Tutti i retroscena e i perché della frode VW sulle emissioni di NOx e il difficile futuro dei motori diesel

di Redazione

24.09.2015 ( Aggiornata il 24.09.2015 15:57 )

di Riccardo Piergentili Sarà ricordato col nome di Dieselgate, ovvero una frode del Gruppo Volkswagen, che, attraverso un software, è riuscita a omologare e commercializzare delle vetture che, in condizioni normali, non avrebbero superato i test omologativi americani. Questo è quanto confermato anche dal Gruppo Volkswagen, il quale ha ammesso che la frode riguarda “11 milioni di veicoli nel mondo equipaggiati con motori diesel EA 189”, il quattro cilindri 2.0 TDI. A seguito di queste dichiarazioni, il Ministero dei Trasporti italiano ha chiesto chiarimenti al costruttore tedesco, la cui posizione si complica anche in Europa. La Commissione Ue ha infatti annunciato che convocherà una riunione delle autorità nazionali responsabili della vigilanza sui gas di scarico dei veicoli. Nel frattempo, in America l’inchiesta va avanti e il Gruppo Volkswagen rischia una pena pecuniaria di oltre 18 miliardi. Con gli americani, soprattutto in questi casi, c’è poco da scherzare e i tedeschi lo sanno. Si parla di procedimento penale e in questo caso la pena pecuniaria potrebbe non essere il male peggiore... Per dare un segnale all'America (e ai consumatori), per dimostrare che chi sbaglia paga, Martin Winterkorn si è dimesso. L’amministratore delegato del Gruppo Volkswagen, ha dichiarato che "Volkswagen ha bisogno di un nuovo inizio e sto aprendo la strada a questo nuovo inizio con le mie dimissioni. Sono scioccato dagli eventi dei giorni scorsi e basito dal fatto che irregolarità di tali proporzioni siano state possibili nel gruppo Volkswagen. Non sono a conoscenza di nessun atto illegale da parte mia ma il processo di chiarificazione e trasparenza deve continuare". Il Gruppo Volkswagen, insomma, sta collaborando con l’America e per ora ha addirittura sospeso le vendite delle vetture equipaggiate col motore 2.0 TDI oggetto della frode. CHI, E QUANDO, HA SMASCHERATO IL GRUPPO VW - Per anni si è parlato dell’efficienza tedesca, del modello tedesco. Un obiettivo, per tutti. Oggi, improvvisamente, questo modello non sembra più così perfetto. Non è più un cavaliere senza macchia ma un sistema che ha frodato un altro sistema (quello americano) e 11 milioni di consumatori. Inoltre il Dieselgate non è uno scandalo “cotto e mangiato” ma un’indagine iniziata nel 2014, in America, dove l’International Council for Clean Transportation ha effettuato dei test a seguito dei quali ha accertato che il Gruppo Volkswagen ha applicato delle strategie di controllo degli NOx ottimizzate per le attuali procedure d’omologazione. Il Gruppo Volkswagen, quindi, sapeva di essere nel torto ma lo ha ammesso pubblicamente solo oggi, ad oltre un anno di distanza e solo perché non ha potuto fare a meno di rendere pubblica la frode. SIAMO SOLO ALL’INIZIO - Questi sono i fatti, scritti chiaramente, senza tanti giri di parole. Quello che è accaduto, però, va spiegato tecnicamente, perché non sarà la fine di un’indagine ma rappresenterà l’apertura del Vaso di Pandora. Ora, infatti, bisognerà capire quale futuro ci sarà per i motori diesel. In pochi, infatti, si sono chiesti perché la frode non ha riguardato i propulsori a benzina. E ancora... il caso Volkswagen resterà isolato? Le procedure di omologazione future, che saranno ancora più severe, potrebbero mettere in crisi i Costruttori? Perché? Cosa cambierà? Come cambieranno i propulsori e le vetture? Il Dieselgate ha portato a galla tutto questo, quindi è arrivato il momento di fare un po’ ordine... DIFFERENZE TRA BENZINA E DIESEL - Partiamo dall’ABC, ovvero dalle differenze tra il motore benzina e quello alimentato a gasolio. In quest’ultimo avviene quella che gli ingegneri chiamano una combustione di qualità, che dipende dal rapporto aria/combustibile. Nel propulsore a benzina, invece, avviene una combustione di quantità, cioè il rapporto aria/benzina rimane fisso e la potenza cambia in base a quanta aria il motore riesce a “elaborare”. In estrema sintesi, in queste righe è spiegato il vantaggio del motore diesel, che a parità di aria “intrappolata” ed è in grado di bruciare tutto il gasolio immesso, ottenendo un elevato rendimento termodinamico grazie ad un rapporto ci compressione elevatissimo (che il benzina non potrà mai raggiungere). Però c'è anche una controindicazione nel diesel, ovvero una elevata produzione di NOx, causata da una temperatura elevata all’interno della camera di combustione. LIMITI DEI MOTORI DIESEL - L’evoluzione delle normative anti inquinamento è stata già la causa del pensionamento della tecnologia iniettore-pompa, sulla quale Volkswagen aveva investito moltissimo. I motori dotati di sistema iniettore-pompa, oltre ad essere più rumorosi di quelli dotati di impianti common rail, non consentivano di avere i gradi di libertà assicurati dal common rail nel fasare le iniettate di gasolio e le relative durate di iniettate per ogni ciclo. Col common rail è possibile arrivare anche a oltre cinque iniettate di gasolio per ogni ciclo. Cosa significa tutto questo? Cerchiamo di spiegarlo in maniera semplice. Nei motori diesel, in assenza di limitazioni riguardanti le emissioni di NOx, tutto il carburante verrebbe utilizzato per ottimizzare le prestazioni ma così facendo, oggi nessun propulsore diesel potrebbe essere omologato: troppo alte le temperature dei gas di scarico e troppo alti gli NOx prodotti. Pertanto, una parte del carburante destinato ad ogni ciclo viene utilizzato per la combustione; un’altra parte viene destinata alle post combustioni, ovvero delle iniettate di gasolio (come detto, sul common rail possono essere anche oltre cinque), che hanno il compito di abbassare la temperatura nella camera di combustione e gli NOx. In sostanza, oggi, nei motori diesel, per mantenere inalterate la coppia e la potenza massima bisognerebbe aumentare i consumi, destinando del carburante alle post combustioni, oppure utilizzare dei sistemi anti inquinamento più complessi e costosi. SISTEMI ANTI INQUINAMENTO - Il sistema anti inquinamento del propulsore diesel ha lo scopo di ridurre la temperatura nella camera di combustione (e, quindi, gli NOx), aumentando gli HC (idrocarburi incombusti) attraverso più iniettate di gasolio per ogni ciclo. L’ideale sarebbe avere un rapporto NOx/NO2 bilanciato (50% di NOx e 50% di NO2), per permettere ai sistemi anti inquinamento a valle (di cui fanno parte il catalizzatore, il FAP e Denox, l'abbattitore di NOx) di funzionare al meglio. Oggi, in molti motori diesel, il sistema Denox utilizzato si chiama LNT (Lean NOx Trap) che, per assicurare la resa ottimale, deve lavorare intorno ai 300 gradi. Ci sono anche sistemi più evoluti, come il costoso SCR (Selective Catalytyc Reduction), che è in grado di abbattere le emissioni di NOx attraverso un’iniettata di urea e che, di fatto, è obbligatorio per ottenere l'omologazione Euro 6 in vetture pesanti. Tornando a parlare del sistema LNT (quello che ci interessa), nel ciclo omologativo, quando le temperature di esercizio sono corrette, il sistema funziona perfettamente abbinato ad una strategia (in centralina) di desulfurazione, però, con l’aumentare della coppia richiesta al motore e quindi delle e delle temperature, il catalizzatore non svolge più il suo lavoro come dovrebbe. OMOLOGAZIONI AMERICANE ED EUROPEE - America ed Europa sono due mondi diversi, anche dal punto di vista delle omologazioni. Il ciclo omologativo americano (FTP75) è più gravoso di quello europeo (NEDC), in termini di carichi (coppia richiesta) e giri motore. In sostanza, il ciclo omologativo americano costringe il propulsore a lavorare a temperature più elevate, quindi, avendo spiegato come funzionano i motori diesel, è facile capire che in America, lo stesso propulsore omologato in Europa, dovrebbe destinare parte del gasolio utilizzato per “la potenza” alle post combustioni, necessarie per abbassare le temperature e, quindi, gli NOx. L’altra soluzione sarebbe utilizzare un sistema anti inquinamento più potente e costoso (SCR), oppure ridurre le potenze. Il Gruppo VW, invece, per risolvere il problema ha sviluppato un software che, riconoscendo il ciclo omologativo, impostava i parametri di funzionamento del motore in modo tale da rispettare le emissioni di NOx limite. Al di fuori del ciclo omologativo questo software non interveniva e la produzione di NOx cresceva oltre il limite consentito. Insomma... minima spesa (un propulsore meno costoso, perché dotato di sistemi meno sofisticati), massima resa (più potenza, minori consumi). VANTAGGI DEI MOTORI A BENZINA - A questo punto appare chiaro il motivo per cui si parla di Dieselgate anziché di Benzinagate. Sui motori a benzina, infatti, ci sono altre problematiche da risolvere. La prima consiste nel bruciare tutta la miscela aria/benzina immessa nella camera di combustione alla velocità di combustione ottimale. Ciò è auspicabile, sarebbe il sogno degli ingegneri ma di fatto nel propulsore a benzina non si riesce a bruciare il 100% del carburante immesso e non esistono le post combustioni, quindi il software utilizzato sul sui motori diesel non sarebbe utilizzabile. Semplicemente, nei propulsori a benzina, se la miscelazione aria/combustibile non è omogenea e se la combustione non avviene in un determinato range di velocità del fronte di fiamma, si creano inquinanti (HC, ove vi è più benzina che aria; NOx dove vi è più aria che benzina) . Nei motori a benzina la combustione ideale è quella che assicura più potenza col minore inquinamento . Non c’è un compromesso da trovare tra potenza ed inquinamento, come nei propulsori diesel. DIESEL DI PICCOLA CILINDRATA… ADDIO - Da qui si può anche capire quanto oscuro sarà il futuro del motore diesel, che, va aggiunto, attualmente gode di numerosi vantaggi omologativi, soprattutto in Europa. Durante il test, infatti, i propulsori diesel possono usufruire di tre pre condizionamenti (delle prove che precedono l’omologazione). Per i motori a benzina, invece, è previsto solo un pre condizionamento prima dell’omologazione. Anche per questo motivo, sul propulsore diesel è più facile realizzare un software in grado di riconoscere l’omologazione (che ripetiamo, è vietato dalla norma) e cambiare i parametri di funzionamento del motore per ridurre le emissioni di NOx . Va infine detto che in America, a differenze dell’Europa, i pre condizionamenti vanno concordati tra il Costruttore e lo stato dove il Costruttore dovrà commercializzare i suoi veicoli. La sostanza non cambia: con norme anti inquinamento più severe sarà sempre più difficile omologare motori diesel potenti, “puliti” e semplici. Non è fatto noto, ma sappiamo che, a breve e a sorpresa, alcuni Costruttori manderanno in pensione i propulsori diesel di piccola cilindrata, perché per omologarli sarà necessario dotarli di sistemi anti inquinamento molto costosi, non utilizzabili sulle vetture economiche. CURVA DI COAST DOWN… ALTRO BUCO NERO - Il Dieselgate potrebbe presto portare l’attenzione di tutti su un altro parametro importante ai fini omologativi. Parliamo della curva di coast down (o di resistenza), cioè il tempo ed i metri che servono a un determinato veicolo per passare da 120 km/h a zero km/h, in folle. Da questa prova si ricavano i parametri di coast down, che vengono impostati nel banco a rulli dove verrà poi eseguita la prova omologativa. Così, a una determinata velocità, si crea una forza frenante (attraverso i rulli) che simula la realtà. Il fatto curioso è che la curva di coast down è un’autocertificazione, fornita dal costruttore. Quindi, nell’epoca della super efficienza e dei calcoli perfetti, il ciclo omologativo viene ancora calcolato con un parametro che non è gestito da un ente terzo, il quale dovrebbe avere il compito di uniformare e verificare tutte le misurazioni. Con l’attuale curva di coast down, invece, i parametri sono suscettibili di variabilità, anche perché i Costruttori provano a ottimizzarla, ai limiti della realtà, cercando la maggiore scorrevolezza del veicolo, per ottenere dei dati in grado di assicurare dei vantaggi in sede di omologazione. Non si tratta di frode ma di un sistema poco realistico. 2017... ANNO ZERO - Per fortuna, a breve, qualcosa cambierà, con l’introduzione del PEMS (Portable Emission Measurement System), una scatola che può essere installata con facilità su qualsiasi veicolo (nel bagagliaio, ad esempio) e permette di effettuare dei rilevamenti su strada (anziché sul banco a rulli). Il PEMS verrà usato per le omologazioni Ue a partire dal 2017 una data-incubo per i Costruttori. Dopo avere visto cosa è accaduto in America, possiamo intuire perché. Col PEMS, infatti, non sarà più possibile utilizzare dei trucchi per superare i test omologativi...

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