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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 Laf1974
14 novembre 2020 - 22:25
Si romperanno prima.
Ritratto di katayama
15 novembre 2020 - 17:29
Sono componenti "statici". Se studiati bene non danno problemi. Il DPF è un altro discorso, che però riguarda tutti i costruttori. Se pensi al Multiair FCA e al numero di componenti in più che si porta appresso... Un "buon vecchio bialbero" come questo, col variatore di fase a manicotto a doppio profilo e pur con l'on demand (che esiste dai tempi dell'Alfetta CEM, ma qui c'è un solo corpo farfallato che viene lasciato aperto e non "n", quanti sono i cilindri) e la "fasatura Atkinson" (che semplicemente posticipa la chiusura delle valvole d'aspirazione oltre il PMI), di rivoluzionario in realtà non ha niente. Dal punto di vista dell'affidabilità, quindi, non cambia niente. Spiace solo, dal punto di vista motoristico, che si debba introdurre il GPF, per quanto "cubato" e sdoppiato (con aumento della velocità di flusso). La contropressione comunque c'è e l'efficacia, come già espresso in altri post rispetto ai diesel, è molto discutibile, anche a fronte di "rigenerazioni continue". Il legislatore non è un tecnico (è solo carta, penna e calamaio, altrimenti non si spiegherebbero i 2T ancora in circolazione) e quindi occorre adeguarsi...
Ritratto di stefbule
14 novembre 2020 - 23:05
12
Ma si, aggiungete filtri, contro filtri e additivi. Chissà che bello quando cominceranno ad accendersi spie e spiette sul cruscotto. Mi raccomando di portare il portafoglio pieno o la carta di credito che funziona quando andate a ritirare l'auto. ps Questo vale per tutte le marche ovviamente.
Ritratto di Miti
15 novembre 2020 - 19:17
1
Stavo per dire la stessa cosa. Che ti salvi quello la su se inizi avere una discoteca di luci sulle cruscotto. Fra un po' metteranno filtro al filtro e sensore al sensore.
Ritratto di stefbule
15 novembre 2020 - 21:49
12
Miti, azzarola veramente eheh
Ritratto di Pierpaolo C
14 novembre 2020 - 23:12
Redazione: 80 milligrammi oggi o 500 grammi ieri ?
Ritratto di Jumputer
15 novembre 2020 - 04:51
Rav4 ibrido tecnologia vecchia se paragonata ad una elettrica attuale ma progettata pensando gia' ai Nox e al particolato.. ebbene.. auto con termico ciclo aktinson senza filtri vari 3 mg/km di nox. Sottolineo che sugli 80 indicato sopra e' permesso in guida reale di sforare di oltre il 40% quindi i mg sono piu' di 100.. oltre 30 volte il rav4... e le ibride asiatiche in generale. Ma anche la chrysler pacifica stessa scelta x abbattere i nox. Grossi e tranquilli motori termici aspirati ciclo atkinson . Era quasi meglio se non facevano un articolo come questo che rende evidente quanto complesso e delicato pulire motori inquinanti. Pensate milioni di auto in giro senza questi accrocchi e con centraline taroccate anche di fabbrica. E per tanti anni ,purtroppo, resteranno in giro...
Ritratto di honda-domani
15 novembre 2020 - 23:05
Calzo di jumputer ancora vendere quella melma di skifo di toyota? Sei uno sfigo
Ritratto di Jumputer
17 novembre 2020 - 08:58
Vedo che ti chiami Honda.... Anche Honda ha fatto la stessa scelta sugli ibridi. Ciclo Atkinson sul CR-V. L'ibrido FULL (asiatico e Chrysler pacifica adesso anche Renault con Clio )raggiungono lo stesso scopo dei diesel. Meno CO2 in tutte le condizioni di utilizzo rispetto ad un benzina tradizionale ma a differenza dei diesel decine di volte in meno emissioni NOX e PM. Infatti non necessitano di Adblue/urea e FAP. Semplice se si vuole capire. Certo che nel 1997 pensare a due MotoGeneratori elettrici nel cambio invece di investire miliardi sui diesel è stata una scommessa di Toyota.
Ritratto di Nightrunner00001
16 novembre 2020 - 20:47
Certo 3 mg/km finché non devi fare un viaggio più lungo di 50 km dove finisce la carica della batteria e il mezzo deve andare solo con il motore termico a benzina dove supera i 200 mg/km. Gli ibridi vanno bene per chi gira solo in città. Per chi usa la macchina davvero l'ambiente non ci guadagna anzi, rispetto ai diesel (non ibridi) probabilmente ci perde.
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