2014: l'iniezione diretta a 500 bar è una rivoluzione!

La rivoluzione dei motori di Formula 1 nel 2014 avrà benefici effetti anche sulla ricerca delle vetture di serie. Con l'adozione dei V6 Turbo da 1,6 litri di cilindrata anche nei Gran Premi entrerà in vigore il downsizing grazie al quale si potranno ridurre i consumi del trenta per cento: le monoposto, infatti, potranno utilizzare al massimo 100 kg di carburante all'ora. Si tratta di una sfida affascinante ed impegnativa che non passerà solo attraverso l'adozione dell'ERS (Energy Recovery System), il motogeneratore che sarà montato in parallelo con il turbocompressore, ma anche grazie all'iniezione diretta. INIEZIONE A 500 BAR DI PRESSIONE! In questo campo ci sarà una vera e propria rivoluzione. Gli attuali V8 di 2,4 litri aspirati dispongono di un'iniezione indiretta: la benzina viene soffiata nei cornetti di aspirazione a 100 bar di pressione, un valore che è la metà di quello raggiunto nei propulsori JDI della grande produzione di serie. L'obiettivo del 2014, quindi, è di spostare l'asticella a valori sperimentali che non si erano mai raggiunti in materia automobilistica: 500 bar! Una sfida ingegneristica importante, quintuplicando i valori noti della F.1, ma incrementando del 150% anche i parametri raggiunti dai motori da strada. LA MARELLI E' LEADER IN F.1 La Magneti Marelli è l'azienda italiana che fornisce gli iniettori a tutti i team impegnati nel Circus: la Casa di Corbetta, alle porte di Milano, è intenzionata a mantenere il controllo di questo specifico settore proponendo ai motoristi degli iniettori che sono in grado di polverizzare la benzina in uno spray a 500 bar. SI MISURANO LE GOCCIOLINE DELLO SPRAY Ogni costruttore di motore cerca la migliore propagazione dello spray in camera di combustione alla ricerca della massima efficienza: oltre a migliorare le prestazioni, si riducono anche i consumi. Grazie agli studi in CFD e alle prove di laboratorio che si effettuano a Bologna, la Magneti Marelli è in grado di assicurare ad ogni costruttore lo spray più adatto alle caratteristiche del suo V6 Turbo. Si è arrivati al punto che è possibile misurare il diametro delle singole goccioline nell'ordine di misura di qualche micron. FLUIDODINAMICA DELLA COMBUSTIONE Appare evidente che si sia avviato uno studio esasperato di fluidodinamica anche nella fase di combustione del motore per ottenere nella realtà gli stessi risultati che si ottengono in simulazione virtuale. In un ciclo completo si riescono a garantire tre colpi d'iniezione e forse anche tre accensioni di candela. CINQUE MOTORI PER UNA STAGIONE Avere una buona propagazione di fiamma nella camera di combustione è molto importante per evitare che si formino dei residui che possono dare origine a fenomeni dannosi per l'affidabilità e i consumi. Ferrari, Mercedes e Renault stanno lavorando alacremente in quest'area dove si possono trovare prestazioni importanti senza intaccare la durata: nel 2014, infatti, i motori disponibili per una stagione intera saranno solo cinque, tre in meno rispetto ad oggi. Si può ben capire quale sia l'impegno dei motoristi a raggiungere i target di affidabilità che sono necessari a omologare ogni unità che dovrà durare quattro Gran Premi! BOBINE CON TENSIONI OTTO VOLTE PIU' ALTE La pompa di iniezione è figlia di quella utilizzata in Indycar, mentre molta attenzione è dedicata alle bobine di accensione. Ce ne sono una per ogni cilindro: “Oggi giriamo con un'energia di 60 mJ e una tensione di scintilla di 5/6 kg/volt - racconta Roberto Dalla, responsabile di Magneti Marelli Motorsport - La bobina dei motori 2014 sarà capace di 120 mJ e una tensione di scarico di 40 kg/volt, vale a dire otto volte in più di adesso!”. Ovviamente il sistema di iniezione sarà pilotato da una centralina elettronica che non sarà quella Mes, ma potrà essere sviluppata specificatamente per questi motori molto spinti. LA POMPA NON TEME LE PULSAZIONI Il terzo elemento del sistema d'iniezione è la pompa a pistoni che sarà controllata elettronicamente: bisognerà fare in modo di stare il più vicino possibile ai 500 bar di pressione concessi, tenendo conto che le pulsazioni di pressione potrebbero creare dei problemi regolamentari se non si riusciranno a controllare i picchi: anche attraverso la pompa bisogna stare più vicino al limite. È chiaro, quindi, che accrescerà la componente elettronica della gestione non essendo vincolata da parametri FIA. GIUSTI I TIMORI NEWEY Ha ragione Adrian Newey a ritenere che nei primi due anni della nuova Formula 1 la parte meccanica delle monoposto potrebbe riprendere il sopravvento sull'aerodinamica, che è la regina incontrastata di oggi…