Potenziali del futuro: La candela di preriscaldo con sensore di pressione PSG della BERU garantisce una combustione ottimale
Il Diesel è popolare come non mai. E affinché si mantenga anche nel futuro, malgrado i futuri drastici valori limite consentiti per l'emissione di gas nocivi, è d'obbligo una riduzione delle emissioni non trattate già nel motore. La BERU PSG come componente chiave di una combustione regolata contribuisce notevolmente alla riduzione delle emissioni di NOx e CO2.
(Ludwigsburg, 31 gennaio 2008) Il futuro del Diesel è appena iniziato. Tra i 3,47 milioni di autovetture nuove di fabbrica consegnate nel 2006 in Germania, secondo le statistiche dell'ufficio federale della motorizzazione, il “Kraftfahrt-Bundesamt” (KBA), 1,54 milioni di autovetture sono dotate di un propulsore Diesel. Un plus rispetto all'anno precedente: 7,7 percento. La quantità di propulsori Diesel di tutte le autovetture nuove nel 2006 ha fatto registrare il 44,2 percento. Le nuove immatricolazioni con motori ad accensione per compressione in Francia nel 2006 hanno fatto registrare circa 1,43 milioni di autovetture (quantità diesel: 71,4 percento). Segue l'Italia con 1,36 milioni di nuove autovetture Diesel (quantità Diesel: 58,2 percento) e Spagna con 1,02 milioni di autovetture (quantità Diesel: 68.2 percento). Tendenza ulteriormente in aumento ovunque. Anche negli Stati Uniti gli esperti prevedono un enorme potenziale per i motori ad accensione per compressione. Lo studio attuale effettuato da un'impresa americana leader nelle ricerche di mercato prevede che i propulsori Diesel per le autovetture e veicoli commerciali leggeri fino al 2015 faranno registrare una quota sul mercato statunitense di circa il 12 percento; in tutto il mondo dovrebbe perfino arrivare a sfiorare il 25 percento.
Pietra miliare nella tecnologia di combustione
Affinché il Diesel possa ulteriormente incrementare la sua popolarità, sia oggi che in futuro dovrà soddisfare severissime direttive di emissione. Esempio Europa: dal 2009 qui saranno in vigore i valori limite secondo la norma Euro 5, che ridurranno l'emissione di ossidi di azoto nei motori Diesel ad un valore di 180 mg/km. Dal 2014 conformemente alla norma Euro 6 secondo il nuovo decreto di legge saranno consentiti soltanto 80 mg/km. Sfide crescenti anche dagli sviluppatori di motori in seguito ll'intensificazione della norma BIN 8 a BIN 5 negli Stati Uniti. Al posto di 200 milligrammi di ossidi di azoto per miglio sanno poi consentiti soltanto 70 milligrammi.
„È possibile raggiungere tecnicamente questi valori limite così esigenti soltanto se le emissioni non trattate dei propulsori Diesel sono il più ridotte possibile“, spiega l'ingegnere Hans Houben, dirigente del reparto di sviluppo della BERU AG di Ludwigsburg. „Infatti, il grado di conversione reale di un sistema di post-trattamento di ossido di azoto è alquanto limitato.“ Per il campo di carico parziale esistono metodi di combustione alternativi, così Houben. Possono evitare il campo della formazione termica di ossido di azoto, tuttavia, non sono più controllabili sulle basi di un „Open Loop“.
„Per sintetizzare una regolazione Closed-Loop, con il risultato di poter regolare con una precisione ancora maggiore i cicli di combustione nel motore, la candela di preriscaldamento con sensore di pressione intelligente BERU PSG assume un'importanza straordinaria.“ Il Dott. Leopold Mikulic, dirigente del reparto di sviluppo motori per autovetture dalla Mercedes, sottolinea il ruolo centrale della sensorica di pressione dei cilindri nella rivista specializzata Automotive Engineer: „I sensori per la misurazione della pressione nel cilindro sono componenti chiave per sistemi di combustione altamente efficienti ad emissione ridotta, sia per motori Diesel che a benzina.“ La PSG più volte premiata con la sua barra riscaldante particolarmente robusta del sistema d'avviamento a freddo di motori Diesel della BERU ISS, in combinazione con un sensore piezo-resistivo, rileva a tal fine la pressione soggetta a rapidi cambiamenti ciclici nella camera di combustione e la segnala quindi in continuazione alla centralina elettronica di controllo del motore.
Euro 6 senza dispendioso post-trattamento NOx
L'enorme potenziale della candela di preriscaldo con sensore di pressione della BERU attesta tra l'altro una cooperazione della BERU AG per applicazioni finalizzate alla regolazione dei cicli di combustione in base alla pressione nei cilindri con la Grazer AVL, la più grande azienda indipendente al mondo operante nello sviluppo di sistemi di propulsione con motori a combustione. Houben: „Nei veicoli di dimostrazione è stato possibile raggiungere un grado di combustione con emissioni non trattate di NOx, utilizzando la BERU PSG e la regolazione di combustione AVL CYPRESS, che si trovano ancora al di sotto del valore limite previsto dalla norma Euro 6 attualmente in discussione.“
Per i capi dello sviluppo della BERU le possibilità della PSG non sono però ancora affatto esaurite. „Grazie ad un esatto rilevamento della pressione nei cilindri con la PSG soprattutto nella nuova generazione di motori Downsizing sono realizzabili pressioni di punta ancora più alte e con ciò è possibile portare i metodi di combustione standard senza problemi ai loro limiti.“ La conseguenza: maggiore potenza del motore, maggiore efficienza. Un ulteriore vantaggio offerto dalla PSG sta nella compensazione di diversi ritardi d'accensione, così spiega Houben: „Ogni cilindro è unico. Grazie ai dati forniti dalla PSG è possibile realizzare un'ottimizzazione selettiva dell'accensione di ogni singolo cilindro. È tecnicamente fattibile un bilanciamento dei cilindri, il motore gira con la precisione di un orologio svizzero, con il risultato di un ulteriore miglioramento dell'avviamento a freddo e della qualità di funzionamento a freddo.
Particolarmente anche per applicazioni statunitensi con una variazione più diffusa del numero di cetano del carburante; in questo modo è finalmente rappresentabile un controllo di emissione stabile nel lungo termine.“
Ulteriori grandi potenziali di innovazione forniti dalla BERU PSG:
* compensazione effettiva di diverse qualità di carburante e invecchiamento dell'iniettore,
* controllo di emissione ottimale per tutta la durata del motore,
* possibile il risparmio di costosi sensori NOx e misuratori di masse d'aria,
* riduzione dei problemi di vibrazione e acustici dipendenti dal motore (Noise, Vibration, Harshness, NVH),
* controllo ottimale della coppia,
* minimizzazione ed ottimizzazione dei cicli di post-trattamento dei gas di scarico.
Produzione PSG presso la succursale BERU di Ludwigsburg
Con la produzione PSG presso la casa madre di Ludwigsburg lo specialista in tecnica d'accensione, tecnologia d'avviamento a freddo di motori Diesel, elettronica e sensorica parteggia ancora una volta per la propria sede in Germania. Si producono candele di preriscaldo con sensori di pressione ricorrendo all'ausilio di una dispendiosa tecnologia processuale su una linea Mid-Volume. Essa comprende complessivamente 12 stazioni di funzione dotate di complessi dispositivi processuali per la giunzione, la sigillatura e la saldatura a laser, per soddisfare lo stato recentissimo della tecnica, inoltre, è progettata per un’estrema flessibilitá. In questo modo è possibile realizzare velocemente ed economicamente tutte le necessarie ottimizzazioni.
Dalla metà del 2008 un grande costruttore europeo di automobili monterà per la prima volta in serie la Pressure Sensor Glow Plug. Sono già programmati altri avviamenti di serie per il mercato nord americano e per il mercato europeo.
