Motore diesel a due tempi-Soluzione promettente per ridurre le emissioni di CO2

I motori a due tempi hanno abbandonato il mercato automobilistico per lungo tempo a causa di gravi inconvenienti. Sfortunatamente, il confronto con le prestazioni dei motori a quattro tempi non era favorevole a quelli a due tempi. Tuttavia, le esigenze di un motore più compatto con un migliore rapporto tra massa e dimensioni rispetto alla potenza hanno motivato gli sforzi di ricerca all’inizio degli anni ‘ 90. Purtroppo, questi sforzi non hanno portato al successo commerciale e le case automobilistiche hanno mantenuto l’architettura del motore a quattro tempi come architettura di base.

Tuttavia, il motore a due tempi è un concetto altamente favorevole per il ridimensionamento e la riduzione dei costi riducendo il numero di cilindri senza penalità NVH. Tutto ciò che ha aggiunto alla maturità dei calcoli CFD e la disponibilità di elettronica ad alta potenza per il controllo e l’iniezione di carburante ha incoraggiato la divisione Renault research ad avere uno sguardo più da vicino nella sua architettura.

Lo studio si occupa di un motore Diesel a due cilindri basato su motore a valvole a due tempi. Ingresso aria e gas di scarico sono fatti attraverso quattro valvole per cilindro; iniezione del carburante avviene attraverso dieci fori ugello a 1800 bar di pressione. La società Delphi, partner del progetto, ha fornito il sistema di iniezione.

La cilindrata del motore è di 730 cm3 e il motore è progettato per una gamma di potenza di circa 35-50 kW e una gamma di coppia di 110 – 145 N. m.

La progettazione dello scavenging è stata realizzata con l’aiuto della simulazione 3D basata sui migliori strumenti di simulazione 3D disponibili. Sono stati completati più di 250 calcoli per determinare il miglior design della testata raggiungendo l’obiettivo delle prestazioni di scavenging. Alla fine di questa fase, è stato determinato il miglior compromesso tra la massa di gas fresco e la massa di gas bruciato nella bombola rispettando i criteri di combustione e di efficienza del motore.

Il sistema di sovralimentazione dell’aria è stato progettato in collaborazione tra i partner Renault, Le Moteur Moderne e l’Università di Tecnologia di Praga.

I test di iniezione e combustione e l’ottimizzazione sono stati effettuati su un motore monocilindrico presso la CMT, Università di Valencia, partner del progetto. L’insieme dei parametri è stato esplorato e ottimizzato per raggiungere il miglior compromesso tra l’efficienza di combustione e l’obiettivo delle emissioni inquinanti per raggiungere gli standard EURO 6.

Infine, l’ottimizzazione del motore, incluso il sistema air loop, la taratura e il controllo è prevista nel 2012 e sarà effettuata presso IFPEN, partner del progetto.

Gli obiettivi, il processo di progettazione, l’importante innovazione tecnica e i risultati dettagliati saranno presentati in questo documento.

Il progetto è supportato da finanziamenti della Comunità Europea in una POTENTE piattaforma integrata.

Acronimo del progetto: POWERFUL

Titolo completo del progetto: POWERtrain for Future Light-duty vehicles

Grant agreement no.: 234032