La tecnologia motore: quali prospettive? A. GERINI FPT Research & Technology Parma 16/03/2010 Convegno ICBI
A partire dagli anni 90 Miglioramento della qualità dell aria Sviluppo tecnologie di iniezione metano a controllo elettronico Applicazioni su vettura Applicazioni HEAVY DUTY Costi di esercizio ridotti Impianti BIFUEL add-on Impianti monofuel su motori dedicati di derivazione Diesel Sviluppo componenti secondo standard automotive Integrazione componenti specifici Metallurgia/geometria sedi valvole Definizione catalizzatore specifico Sviluppo sistemi di controllo elettronico con strategie dedicate Parma 16/03/2010 2
Metano ed effetto serra GWI (Global Warming Index) Inventory of U.S. Greenhouse Emissions and Sinks April 2002 - EPA Potenziale impatto del settore trasporti sulle emissioni di CH4 GWI = CO 2 + 23*CH 4 + 296*N 2 O Data: Gains study Tremove 2006 Anche nell ipotesi che il 10% del parco circolante mondiale fosse alimentato a metano l impatto del settore sulle emissioni complessive di metano sarebbe trascurabile Parma 16/03/2010 3
Emissioni locali, regolamentate e non Confronto emissioni incombusti Emissioni acustiche Confronto emissioni non regolamentate Parma 16/03/2010 4
Sviluppo della filiera Miglioramento della qualità dell aria Costi di esercizio ridotti Sviluppo di tecnologie di iniezione per metano a controllo elettronico Applicazioni su vettura Impianti BIFUEL add-on Applicazioni HEAVY DUTY Impianti monofuel su motori dedicati di derivazione Diesel Sviluppo gamma prodotto Sviluppo rete distributiva Diffusione cultura del metano Parma 16/03/2010 5
Gamma motori metano ASPIRAZIONE NATURALE SOVRALIMENTATI Displacement [litres] 1.6 L4 16V 68 kw 130 Nm - Euro 4 76 kw 145 Nm - Euro 4 TORQUE GASOLINE-CNG Displacement [litres] 7.8 L6 24V 200 kw 1100 Nm - EEV CURSOR CNG AUTOMOTIVE AUTOMOTIVE 1.4 L4 8V 51 kw 104 Nm - Euro 5 57 kw 115 Nm - Euro 5 FIRE GASOLINE-CNG AUTOMOTIVE 5.9 L6 12V 147 kw 650 Nm - EEV TECTOR CNG AUTOMOTIVE INDUSTRIAL L4 8V 38 kw 88 Nm - Euro 4 44 kw 102 Nm - Euro 4 FIRE 1.2 3.0 GASOLINE-CNG AUTOMOTIVE 3.0 L4 16V 100 kw 350 Nm - EEV L4 16V 100 kw 350 Nm EEV Gasoline = limp home F1C CNG AUTOMOTIVE F1C BIFUEL - CNG AUTOMOTIVE Nel periodo 1997 2009: > 380 000 unità prodotte per applicazioni su autovettura e commerciali leggeri > 17 000 unità per applicazioni HD (autobus, carri raccolta rifiuti) Parma 16/03/2010 6
Le sfide del futuro (prossimo) Valenza ambientale Convenienza economica Riduzione delle emissioni complessive di CO 2 Diversificazione delle fonti energetiche primarie Aspettative del cliente in termini di prestazioni, guidabilità ed autonomia Parma 16/03/2010 7
Quali risposte? Incremento dell efficienza dei sistemi Utilizzo di combustibili a basso contenuto di carbonio Utilizzo di energie rinnovabili miscele metano-idrogeno biometano Parma 16/03/2010 8
L evoluzione della tecnologia motoristica 1 Riduzione della cilindrata motore ( downsizing ) Riduzione perdite per attrito, riduzione peso propulsore 2 Adozione del turbocompressore Ripristino prestazioni motore, erogazione coppia ai bassi regimi ( downspeeding ) 3 Adozione dispositivi per il controllo diretto dell alzata valvola Eliminazione della funzione di controllo del carico motore attraverso la farfalla Il sistema elettroidraulico Multiair rende autonoma l alzata della valvola dal profilo meccanico della camma, offrendo, grazie alla gestione elettronica, una regolazione puntuale ciclo a ciclo e cilindro a cilindro Parma 16/03/2010 9
I vantaggi della tecnologia Multiair Tecnologia trasversale applicabile sui motori ad accensione comandata indipendentemente dalla taglia motore Tecnologia trasversale applicabile anche sulle piattaforme Diesel per il controllo delle emissioni Parma 16/03/2010 10
Oltre il metano: l utilizzo delle miscele metano/idrogeno Progetto Regione Lombardia flotta sperimentale di 20 veicoli Panda trasformati Realizzazione di 2 impianti per la distribuzione della miscela (30% v/v di idrogeno) Partners: - ENI, SAPIO, FAST, CRF e NCT Parma 16/03/2010 11
Sviluppo motore/veicolo Densità energetica Condizioni di efflusso all iniettore Strategie di controllo motore Rapporto stechiometrico Regolazione dell anticipo acc. Regolazione controllo titolo Sistema di alimentazione e stoccaggio gas Compatibilità metallurgica Tenute interne ed esterne Lay out / dispositivi di sicurezza Parma 16/03/2010 12
Sistema di alimentazione e stoccaggio Tubazioni HP Bocchettone di carica Regolatore di pressione Tubazioni LP Bombole Gruppi valvolari Mantenimento lay-out origine senza impatto sui pesi del veicolo origine Parma 16/03/2010 13
Iter di certificazione Assenza di normativa specifica per le miscele Costituzione dossier tecnico Inserimento delle miscele all interno della normativa 79/2009 relativa ai veicoli a idrogeno Condivisione programma di prove con Ministero Esecuzione programma prove piano di validazione Sviluppo standard per componenti in ambito ISO TC22 SC 25 Nullaosta all immatricolazione per singolo esemplare Parma 16/03/2010 14
Monitoraggio della flotta Sistema imbarcato di acquisizione dati veicolo Trasmissione automatica dei dati via GPRS su stazione di terra presso CRF Monitoraggio delle velocità medie, kilometraggi e consumi di combustibile Monitoraggio delle funzioni di diagnosi Parma 16/03/2010 15
Sinergie per la riduzione della CO2 La sinergia tra l evoluzione delle tecnologie motore e l utilizzo delle miscele metano/idrogeno consente di realizzare una riduzione delle emissioni di CO2 pari al 30% 2 cilindri 8v 900 cc Turbo Multiair Parma 16/03/2010 16
Grazie per l attenzione! Parma 16/03/2010 17