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Come l’Audi “pulisce” i suoi motori diesel TDI e benzina TFSI

Pubblicato 14 novembre 2020

Le norme Euro 6d, in vigore dal 1° gennaio 2021, hanno imposto limiti più stringenti in termini di emissioni. Ecco come l’Audi si è adeguata.

Come l’Audi “pulisce” i suoi motori diesel TDI e benzina TFSI

LIMITI STRINGENTI - Gli step della riduzione delle emissioni si susseguono inesorabili e l’industria si prepara a fronteggiarli con raffinate soluzioni tecnologiche. L’Audi, per esempio, annuncia le sue soluzioni per far rientrare nei limiti delle norme Euro 6d il possente TDI V6 e i motori TFSI turbo con iniezione diretta di benzina. Riguardo ai diesel, la casa ricorda che la norma Euro 3 del 2000 prescriveva che i diesel dovessero emettere meno di 500 milligrammi di ossidi d’azoto per chilometro. Il target per la direttiva Euro 6d (oggi è in vigore la Euro 6d-Temp che ha limiti meno stringenti) è di soli 80 grammi di NOx al km, il 16% di quanto ammesso 20 anni fa. Questo nuovo limite entrerà in vigore il 1 gennaio 2021 per tutte le vetture di prima immatricolazione e, contemporaneamente, verrà applicato il ciclo di prova RDE (Real Driving Emissions) che rileverà le emissioni nella guida reale.

TECNICHE RAFFINATE - Procedure così severe richiedono soluzioni sofisticate, soprattutto per i motori a gasolio: l’azoto è un gas inerte, ma le alte temperature e pressioni dei prestanti turbodiesel moderni riescono a farlo interagire con l’ossigeno. Per abbattere gli ossidi d’azoto così prodotti nel V6 TDI l’Audi ha predisposto vari componenti, oltre al ricircolo dei gas di scarico EGR, a partire dal catalizzatore a ossidazione NSC (NOx Storage Catalyst) sistemato subito a valle del turbocompressore e che ha lo scopo di intrappolare gli ossidi d’azoto. Subito dopo troviamo uno speciale filtro antiparticolato che agisce anche come catalizzatore SCR chiamato SDPF (SCR-Catalyzed Diesel Particulate Filter). Ancora più a valle è sistemato un secondo catalizzatore SCR che, come il primo, ha l’iniettore dell’urea raffreddato ad acqua per una maggiore costanza di rendimento.

ACQUA E AZOTO - Il catalizzatore a ossidazione (NSC) è molto vicino al motore e riesce a lavorare efficacemente anche con gas di scarico a bassa temperatura, come avviene nell’avviamento a freddo. Oltre a intrappolare gli ossidi d’azoto, questo dispositivo ossida gli idrocarburi incombusti e il monossido di carbonio che si trasformano in CO2, vapore acqueo e azoto. Ricordiamo che i catalizzatori SCR - sono 2, da qui il nome twin-dosing - a riduzione selettiva, usano l’additivo AdBlue per scomporre gli ossidi d’azoto. La Selective Catalyst Reduction usa il calore dei gas di scarico per trasformare l’AdBlue in ammoniaca. Quest’ultima reagisce con gli ossidi d’azoto producendo vapore acqueo e azoto, sostanze innocue che compongono circa l’80% dell’atmosfera. La doppia iniezione di AdBlue assicura un funzionamento ottimale in qualsiasi condizione: quando il motore lavora ad alti carichi l’SDPF si riscalda molto e la sua efficacia si riduce. Il secondo catalizzatore SCR, sistemato più a valle, lavora a temperature molto più basse e quindi mantiene la sua efficacia. Notiamo che questo sistema è usato anche nel TDI 2.0 EA 288 EVO della Passat e della Golf 8.

TFSI SEMPRE PIÙ “VERDI” - Anche gli apprezzati motori TFSI - turbocompressi a iniezione diretta di benzina - usano tecnologie raffinate per diminuire le emissioni. Una delle più efficaci è la combustione a Ciclo B o Miller, caratterizzato da un rapporto di compressione più basso di quello di espansione. In questo modo l’espansione dei gas combusti è più lunga e si riesce ad estrarre più energia dai gas stessi, soprattutto nei transitori e quando il motore lavora a carichi medio-bassi. L’efficienza e la pulizia promesse dai propulsori TFSI derivano anche dall’iniezione diretta della benzina, dall’adozione di filtri antiparticolato e dal sistema Audi valvelift system (AVS), che regola apertura e alzata delle valvole. In questo modo si ottiene un riempimento preciso delle camere di scoppio e si implementa il Ciclo B quando possibile. Un altro aiuto è il sistema COD (Cylinder On Demand) che disattiva i singoli cilindri tagliando l’iniezione e lasciando chiuse le valvole.

SPAZIO ALLA CORDIERITE - L’efficiente iniezione diretta della benzina produce però più polveri sottili, imponendo quindi l’uso dei un filtro antiparticolato. Notiamo che i TFSI a metano non ne hanno bisogno perché la combustione di questo gas non produce particolato. Sappiamo che i filtri antiparticolato DPF hanno dato diversi problemi nelle auto diesel ma il GPF (Gasoline Particulate Filter) dovrebbe esserne privo. La rigenerazione del GPF è più semplice rispetto al DPF perché il motore a benzina emette meno particelle e la temperatura dei gas di scarico è maggiore rispetto ai motori diesel: la rigenerazione è quindi praticamente continua, senza il bisogno di dover “tirare” il motore. Proprio per questo motivo i motori TFSI hanno il nucleo filtrante di cordierite, un minerale molto resistente al calore. Audi ha lavorato anche sul volume del GPF: il componente del 4 cilindri 2.0 EA888 ha volume di 3,2 litri, cosa che promette di minimizzare la contropressione allo scarico, lasciando quindi “respirare” meglio il motore.





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Ritratto di Mark R
17 novembre 2020 - 13:45
In merito al mix energetico e alle emissioni dovute alla produzione/smaltimento delle batterie avevo già esplicitato dati (forse proprio in riferimento a un tuo commento; andando a riguardare era quello del 05/11/20 delle 11:35 articolo "Quanto inquinano i diesel più recenti").
Ritratto di miclab
16 novembre 2020 - 09:47
in pratica hanno messo due catalizzatori? Evoluti per l'amor del cielo, ma uno non bastava. Siamo veramente messi male se la tecnologia continua a investire nei fossili. Concordo che l'elettrico sia sono un transito, non è la risposta. E' tutto il sistema mobilità che non funziona. E qua si parla come i bimbiminkia "offendendo" chi usa una marca differente storpiandone il nome. Forse il problema è molto peggio dell'inquinamento
Ritratto di maxhighlander
16 novembre 2020 - 10:53
Adesso avete capito perchè è stata dichiarata la morte "per Decreto" dei motori diesel? Troppe complicazioni tecniche che non fanno altro che assottigliare ancor di più i margini di guadagno delle Case e - soprattutto - delle concessionarie. Senza considerare poi i gran mal di testa quando si accende quella maledetta spia dell'avaria motore (9 volte su 10 per colpa del FAP)! Insomma e l'articolo lo dice seppur a voce bassa: benzina è meglio (anche se a mio parere abolire i motori a gasolio è un delitto).
Ritratto di marcoluga
16 novembre 2020 - 11:59
2
Mai visto accendere la spia del FAP, mai. E dire che faccio 30 Km all'anno.
Ritratto di maxhighlander
16 novembre 2020 - 13:51
Buon per te. Se vai a leggere (sulla versione cartacea di questa rivista) la pagina delle lamentele ti accorgi che per le vetture diesel (con FAP) è una problematica costante (a me è successo e faccio anche io quasi 30 mila km/anno).
Ritratto di diegoscotto
16 novembre 2020 - 12:20
mi è venuta la pelle d'oca a capire come funziona il sistema. se la mia Peugeot 208 1.6 blue hdi con DPF e SCR mi ha dato tanti problemi figuriamoci un doppio SCR. Povero chi la compra.
Ritratto di diegoscotto
16 novembre 2020 - 12:21
Povero chi la compra. il sistema Peugeot con un solo SCR da enormi problemi figuriamoci con doppi SCR
Ritratto di marcoluga
17 novembre 2020 - 13:35
2
Basterebbe frequentare i blog francesi per rendersi conto di quanto siano problematiche le loro auto.
Ritratto di Flavio8484
16 novembre 2020 - 16:00
Pensavo li mettessero in lavatrice a 60°, col programma colorati....
Ritratto di Giuliopedrali
16 novembre 2020 - 16:38
Invece il petrolio scorre dai rubinetti insieme al latte e al miele come lei mi insegna, poi si iniziano guerre anche per l'acqua, per il petrolio no mai fatta nessuna guerra... No ma qui siamo all'ideologia pura, scusa ma sei di una famiglia di petrolieri?
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