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Misurare la pressione in modo accurato è essenziale per sviluppare una pompa dell’olio elettrica

by STS | Wednesday, 1 July, 2020 | Industria

Spinti dall’inasprirsi degli obiettivi per le emissioni globali, gli OEM si stanno rivolgendo sempre di più all’elettrificazione per ridurre il consumo di carburante e le emissioni di gas serra. La scelta in questo ambito ricade spesso sui veicoli elettrici ibridi, spesso alimentati da un motore estremamente ridotto.

Il problema con questi motori dimensionati è che i sistemi ausiliari di potenza compromettono di molto la guidabilità e le prestazioni. Per fortuna queste perdite parassite possono essere in gran parte ridotte sostituendo i componenti tradizionalmente meccanici con unità alimentate elettronicamente. Per questo motivo, le pompe alimentate elettricamente si stanno diffondendo rapidamente nella produzione di serie; in particolare le pompe dell’olio e dell’acqua.

Immagine 1: esempio di una pompa dell’olio elettrica
Fonte dell’immagine: Rheinmetall Automotive

Se i vantaggi sono ovvi, l’elettrificazione, soprattutto per quanto riguarda la pompa dell’olio, è però tecnicamente complessa: gli ingegneri non solo vogliono che l’olio circoli ad una determinata velocità di flusso e pressione, ma vorrebbero che questi parametri corrispondano ai requisiti del motore in modo intelligente.

Al fine di ottimizzare le prestazioni è importante che l’attrito e le perdite di pompaggio siano ridotti al minimo attraverso un attento controllo del flusso dell’olio nelle diverse aree del circuito dell’olio, garantendo nel contempo sempre la giusta pressione.

Le simulazioni si basano sulle informazioni accurate della pressione e della velocità di flusso dell’olio al banco di prova

Una pompa dell’olio alimentata elettronicamente è costituita da tre sottosistemi: la pompa, il motore e il regolatore elettronico. La prima sfida di qualsiasi nuovo sviluppo applicativo è dunque integrare in modo efficiente questi moduli in modo tale da ridurre le dimensioni e il peso totali, nonché il numero di componenti, pur ottimizzando le prestazioni.

La funzione principale della pompa dell’olio è fornire un determinato flusso dell’olio ad una pressione ottimale. Pertanto la sua progettazione, che costituisce un processo iterativo, inizia dagli ingranaggi di pompaggio. Per la maggior parte delle applicazioni, la pompa è necessaria per fornire pressioni superiori di 1 fino a 2 bar, spesso arrivando a 10 bar.

Come succede quasi sempre per lo sviluppo dei motori, per accelerare la fase di progettazione ci si affida a una combinazione di simulazioni e test condotti nel mondo reale.

Il ciclo di progettazione inizia con la valutazione preliminare dell’efficienza volumetrica basata sui risultati sperimentali raccolti su pompe e applicazioni simili. Questi dati includono la velocità della pompa, la temperatura dell’olio, la pressione e la velocità di flusso.

È importante che le informazioni usate per la valutazione siano accurate. La raccolta dei dati deve, dunque, essere effettuata utilizzando strumenti di misura precisi e altamente affidabili, in grado di fornire letture accurate nelle condizioni estreme che si verificano all’interno e intorno al motore.

Per garantire accuratezza e ripetibilità, per la misura della pressione è importante utilizzare solo i sensori della migliore qualità. Non solo questi sensori di pressione devono fornire letture affidabili per un ampio intervallo di pressioni e temperature, ma devono anche resistere alle vibrazioni.

Nel corso degli anni, la STS ha sviluppato dei sensori di pressione che soddisfano i requisiti degli OEM, dei fornitori di primo livello e degli specialisti della progettazione per quanto riguarda lo sviluppo dei motori.

Sviluppo di una pompa dell’olio elettrica che supera in prestazioni l’unità meccanica

Sulla base delle informazioni raccolte sui requisiti idraulici a varie velocità di flusso, pressioni di mandata e temperature dell’olio, si conclude una progettazione preliminare degli ingranaggi. Grazie al software Matlab’s Simulink, le informazioni riguardanti il comportamento del sistema fisico possono essere razionalizzate in un codice unidimensionale.

In questa fase è importante notare che per generare il flusso richiesto a una determinata pressione, dovrebbe essere selezionata una velocità di rotazione che faciliti la migliore forma del motore e della pompa senza creare cavitazione o problemi di rumore, laddove il rumore per un tipico intervallo di velocità per un funzionamento continuo è solitamente compreso tra 1500 e 3500 rpm.

Nella fase successiva è possibile creare diversi design utilizzando LMS Imagine. Il software Lab’s Amesim può ottimizzare i parametri di progettazione – per esempio il numero di denti e l’eccentricità – continuando a soddisfare tutte le condizioni di pressione, flusso e temperatura.

Dopo aver implementato le caratteristiche geometriche dell’idraulica calcolata e aver terminato il design provvisorio, è possibile calcolare la coppia totale richiesta per guidare la pompa nei punti critici di funzionamento con la seguente formula:

Mtot = MH + MCL + Mμ

Dove:

MH sta per la coppia idraulica dovuta alla generazione della pressione e del flusso richiesti
MCL sta per l’attrito di Coulomb generato quando ci sono contatti asciutti e lubrificati tra le parti scorrevoli
Mμ è il contributo viscoso dovuto al movimento del fluido all’interno degli spazi liberi

Una volta completata la progettazione, vengono costruiti i prototipi per valutarli nel mondo reale su un banco di prova del motore.

La pressione dell’olio, la velocità di flusso e la temperatura a varie velocità del motore e della pompa vengono ancora una volta misurate per poter convalidare i risultati ottenuti con la simulazione. Se i risultati corrispondono alle specifiche, il programma di sviluppo viene ultimato e il progetto entra, così, nella fase di industrializzazione.

È ovvio che per prestazioni ottimali e durabilità tutte le misure devono essere registrate in modo accurato, ma il peso dato alle informazioni generate dal sensore di pressione è, se possibile, più importante degli altri. In qualsiasi momento una pressione insufficiente può portare a un catastrofico guasto, mentre una pressione eccessiva spreca energia e può portare a problemi con le guarnizioni dell’olio.

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La pressione sblocca il potenziale del gas naturale compresso

by STS | Wednesday, 1 July, 2020 | Petrolio e gas

Grazie alla sua altissima densità energetica, il gas naturale compresso (GNC) è molto adatto per essere utilizzato come carburante nel settore automobilistico. Il GNC ha un numero di ottano di circa 120 e un calore di combustione che va da 9000 a 11000 kcal/kg o da 38 a 47 MJ/kg.

Inoltre, la combustione di GNC produce molte meno emissione di CO2 rispetto, ad esempio, alla combustione della benzina. E dato che in molti mercati il GNC è un combustibile particolarmente conveniente in termini di costi, i produttori stanno mostrando un interesse sempre maggiore nello sviluppo di veicoli in grado di funzionare con questa fonte di combustibile alternativa.

La sfida principale nell’ottimizzare un motore a combustione interna facendo in modo che funzioni a GNC è la regolazione della pressione di iniezione nella guida del carburante.

Immagine 1: esempio di un sistema a due carburanti per benzina e GNC
Fonte dell’immagine: Bosch Mobility Solutions

Il GNC viene immagazzinato a circa 200 bar e viene generalmente iniettato tra due e nove bar, a seconda delle esigenze del motore – bassa pressione per una guida con consumo efficiente di carburante a basse velocità e pressioni più elevate quando sono richieste una potenza e una coppia maggiori.

L’efficacia della combustione all’interno di un cilindro del motore è fortemente influenzata dalla temperatura e dalla pressione del GNC. Un aumento della pressione a volume costante si traduce in una maggiore densità di massa del gas, con conseguente aumento del suo potere calorifico.

Ad ogni modo, anche se la temperatura iniziale e la pressione di iniezioni possono essere variate, i veicoli a gas naturale compresso, se non accuratamente calibrati durante la fase di sviluppo, possono soffrire di perdite di potenza e scarsa guidabilità.

Iniettare il GNC sotto pressione

Il GNC viene generalmente fornito alla guida del carburante da un serbatoio ad alta pressione tramite un regolatore di pressione. Per una combustione efficiente del carburante, la quantità di gas naturale iniettato deve sempre essere conforme alla massa d’aria richiesta dal motore. A tal fine, la gestione elettronica del motore, utilizza di norma un flussometro per determinare la quantità d’aria esatta richiesta e, successivamente, la quantità di GNC da iniettare.

Con l’iniezione a punto centrale (CPI – Central Point Injection), il GNC viene fornito al collettore di aspirazione da un distributore di gas naturale. Un sensore di pressione del fluido misura la pressione e la temperatura nel distributore, permettendo agli iniettori del gas naturale di fornire la quantità precisa di carburante richiesto.

In alternativa, l’iniezione può avvenire anche senza il distributore di gas naturale, allineando ogni iniettore ad un corrispondente cilindro. Con l’iniezione a punti multipli (MPI – Multi-Point Injection), il gas viene iniettato sotto pressione in ogni tubo del collettore di aspirazione del cilindro, a monte della valvola di aspirazione.

Dal momento che, nei veicoli che utilizzano il GNC come carburante, i cambiamenti nella pressione hanno un impatto significativo sulle prestazioni del motore, la coppia motore e le emissioni di scarico (CO, CO2, NOx e idrocarburi) devono essere registrate durante la fase di test del motore.

Ottimizzare la pressione rail per tutte le condizioni di guida

Per ottimizzare il sistema a gas naturale compresso è importante che durante le fasi di progettazione e di test la pressione all’interno del rail venga accuratamente misurata a diverse aperture della valvola a farfalla, incrociandola ai dati della coppia motore e delle relative emissioni dei gas di scarico. Per questo la maggior parte degli ingegneri di sviluppo richiedono trasmettitori di pressione di alta qualità.

È importante che questi sensori forniscano letture accurate per un’ampia gamma di pressioni e, allo stesso tempo, conservino la loro integrità a temperature elevate.

Sebbene un aumento nella pressione del gas naturale compresso porti alla riduzione di CO2, HC e NOx, aumenta la quantità di CO nel gas di scarico. Ciò rende essenziale registrare in modo accurato gli effetti della modulazione della pressione di iniezione del GNC.

Durante i test viene utilizzato un regolatore di pressione per controllare la pressione di iniezione misurata da un sensore di pressione accuratamente calibrato posto sul rail, mentre un flussometro analogico, normalmente con una capacità di 2.5 m3/h, viene utilizzato per misurare e controllare il flusso d’aria d’ingresso. Un banco dinamometro a rulli viene infine utilizzato per registrare la coppia del motore.

Per tutta la durata del test, la temperatura del gas e la velocità di flusso sono tenute costanti rispettivamente a 22°C e 0.1 SCFH. Un ventilatore ad alta potenza viene utilizzato per mantenere la temperatura del motore durante il test, mentre l’apparecchiatura per controllare le emissioni è attaccata al tubo di scarico al fine di registrare il contenuto di CO, CO2, idrocarburi e NOx nei gas di scarico.

Questo processo è piuttosto complesso e richiede che la pressione rail, la coppia e le emissioni siano misurate a centinaia di punti di apertura della valvola a farfalla, cosicché l’unità di controllo del motore possa creare una mappa efficace dei requisiti del motore.

Misurare, registrare e inserire tutti questi dati nelle relative tabelle è un compito che richiede molto tempo, pertanto gli ingegneri di sviluppo spesso ricorrono a strumenti di modellazione per velocizzare lo sviluppo. Questi strumenti forniscono solitamente un ambiente per la simulazione e la progettazione basata su modelli per sistemi dinamici e integrati, riducendo in tal modo il numero di versioni hardware necessarie per progettare il sistema.

Il modello di simulazione è codificato con le informazioni acquisite dai test condotti in tempo reale e poi integrato su un file eseguibile utilizzando il compilatore C per girare su un sistema operativo in tempo reale.

Una volta acquisiti i dati di base è possibile generare un numero infinito di simulazioni in tempo reale da applicare a qualsiasi aspetto del ciclo di progettazione: dal concept iniziale alla progettazione del regolatore, fino alle fasi di test e convalida grazie alle tecniche di verifica hardware in the loop (HIL).

Un programma di test ben sviluppato che utilizza sensori di pressione da laboratorio e apparecchiature di controllo sblocca le prestazioni e la guidabilità dei veicoli alimentati a GNC, equiparabili ai loro equivalenti alimentati a combustibili fossili, ma con vantaggi in termini di costi ed emissioni.

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Un motore a idrogeno con iniezione diretta ad alta pressione potrebbe sostituire il turbodiesel?

by STS | Wednesday, 1 July, 2020 | Applicazioni dell'idrogeno

Non più benvisto, il motore diesel, una volta leggendario, sembra abbia fatto il suo corso. Persino città come Parigi, che una volta incentivavano l’uso del diesel, ora chiedono agli OEM di fermarne la produzione entro il 2025. Sebbene sia altamente improbabile che questo accada, è un segno di quanto il mondo sia preoccupato per il riscaldamento globale e per l’inquinamento atmosferico in generale.

Per rispettare le norme sempre più severe sulle emissioni, gli OEM stanno studiando nuove forme di propulsione spesso mai provate prima d’ora. Si stanno testando tutti i possibili scenari: dai motori completamente elettrici agli ibridi e persino quelli a celle a combustibile di idrogeno.

L’idrogeno, in particolare, sta riscuotendo interesse tra i ricercatori di tutto il mondo – viene ritenuto un carburante pulito che potrebbe benissimo diventare il propulsore dei trasporti del futuro.

La differenza tra l’idrogeno e gli idrocarburi tradizionali sta nel suo ampio campo stechiometrico che va dal 4 al 75 percento del volume di idrogeno in aria e inoltre, in condizioni ideali, la velocità di combustione dell’idrogeno può raggiungere alcune centinaia di metri al secondo. Queste caratteristiche lo rendono altamente efficiente nella combustione di miscele magre con basse emissioni di NOx.

Quarant’anni di sistemi di iniezione ad idrogeno

L’iniezione ad idrogeno esiste dagli anni ’70 e consiste nell’iniettare idrogeno in un motore a combustione interna modificato. In questo modo il motore brucia in modo più pulito, con maggiori prestazioni e minori emissioni.

I precedenti sistemi a bassa pressione, tuttora in uso, iniettavano l’idrogeno nell’aria prima di arrivare nella camera di combustione. Si verificavano, però, diversi problemi poiché l’idrogeno brucia 10 volte più velocemente del diesel e, una volta mescolato al diesel nella camera di combustione, la velocità di combustione aumenta. I problemi principali sono:

Ritorno di fiamma del gas nel collettore
Preaccensione e/o autocombustione

Il modo migliore per superare questi problemi è installare un sistema di iniezione diretta ad alta pressione che inietti il carburante in una fase successiva della corsa di combustione.

Ottimizzare il processo di combustione attraverso la misurazione accurata della pressione

Per ottimizzare il processo di combustione, l’iniezione deve essere accuratamente mappata sul motore e questo può avvenire soltanto mediante la raccolta dei dati di prova riguardanti la temperatura (collettore, EGT e refrigerante), la pressione (cilindro/sovralimentatore, tubi e iniettore), la turbolenza nel collettore e nella camera di combustione e, infine, la composizione del gas.

I processi di formazione della miscela, di iniezione e di combustione sono solitamente studiati attraverso due diversi gruppi di esperimenti. Lo scopo del primo esperimento è ottenere informazioni sulla concentrazione altamente transitoria e sulla distribuzione dell’idrogeno durante il processo di iniezione.

Durante questo test viene impiegata una fluorescenza indotta da laser (LIF: Laser-Induced Fluorescence) sulle molecole traccianti come tecnica primaria di misurazione per studiare il comportamento dell’idrogeno durante la compressione e l’accensione. Utilizzando una camera di combustione a volume costante delle stesse dimensioni del vero motore a combustione interna– ciò significa che il volume della camera di combustione è uguale al volume del cilindro nel punto morto superiore – viene iniettato l’idrogeno pressurizzato nell’aria fredda pressurizzata mediante una valvola a spillo controllata idraulicamente.

Grazie ai sensori di pressione di alta qualità è possibile studiare l’effetto delle varie pressioni di iniezione sul processo di combustione. Osservando il comportamento e il volume del gas incombusto, si riduce drasticamente il tempo impiegato per ottimizzare la pressione di iniezione per un determinato numero e posizione dei fori dell’ugello dell’iniettore, nonché la direzione di iniezione.

Grazie all’utilizzo di un software unico nel suo genere è possibile determinare il ritardo di accensione, che dipende dalla temperatura e dalla concentrazione di idrogeno nell’aria ad una data pressione. Anche in questo caso è importante che le letture della pressione siano registrate in modo accurato entro un range di pressioni che varia tra 10 e 30 MPa.

Inoltre, questo metodo permette di definire le aree del getto di iniezione laddove si verificano le condizioni di autoaccensione. Questo è utile per sviluppare un sistema di iniezione ottimizzato per i motori che devono essere convertiti dal carburante diesel all’idrogeno.

Negli ultimi test condotti da un OEM marchio premium, il motore ad iniezione ad idrogeno ad alta pressione ottimizzato ha mostrato un promettente aumento della potenza specifica a fronte di una riduzione del consumo di carburante, raggiungendo così il 42% di efficienza. I valori ottenuti corrispondono ai valori dei migliori motori turbodiesel.

Sulla base delle scoperte sembrerebbe chiaro che il lavoro svolto per ottimizzare la pressione dei sistemi a 30 MPa possa di fatto fornire un’altra fonte di energia pulita per i trasporti del futuro.

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Ottimizzazione del ciclo di vita dei trasmettitori di pressione a contatto con l’idrogeno

by STS | Wednesday, 1 July, 2020 | Applicazioni dell'idrogeno

Gli atomi di idrogeno sono molto piccoli. Per via di questa proprietà penetrano anche i materiali solidi. Questo processo è chiamato “permeazione”. Con il passare del tempo, questo meccanismo impedisce ai trasmettitori di pressione di funzionare. Il ciclo di vita può, però, essere ottimizzato.

Nei trasmettitori di pressione piezoresistivi il chip del sensore è circondato da un liquido, solitamente olio. Quest’area è a sua volta separata da una membrana in acciaio inossidabile molto sottile, spessa da 15 a 50 μm. A causa delle piccole dimensioni dell’atomo di idrogeno, il gas può filtrare attraverso il reticolo cristallino dei metalli (vedi l’infografica). Con il tempo questo fa sì che il gas penetrato raggiunga un offset del punto zero del segnale non più tollerabile e si formi un rigonfiamento sulla membrana in acciaio. Di conseguenza, il sensore di pressione non è più utilizzabile.

Panoramica delle proprietà dell’idrogeno

Infographic: malachy120///AdobeStock

I sensori di pressione entrano in contatto con l’idrogeno in un gran numero di applicazioni, come per il monitoraggio dei serbatoi di idrocarburi sia nei sottomarini che nell’industria automobilistica. Soprattutto in quest’ultimo caso si fa sempre più ricorso all’idrogeno per lo sviluppo di sistemi di propulsione alternativi. Da qualche anno, molti produttori lavorano su modelli con celle a combustibile e alcune città hanno già puntato su autobus a idrogeno per il trasporto pubblico. I vantaggi sono innegabili: come materie prime servono solo idrogeno e ossigeno. Attraverso una reazione chimica si genera energia sotto forma di energia elettrica, senza produrre alcun tipo di gas di scarico (il prodotto della combustione è vapore acqueo).Inoltre, a differenza dei combustibili fossili, l’idrogeno è disponibile in quantità inesauribili. Il suo sviluppo è già in fase avanzata, per cui esistono modelli che per 100 chilometri consumano solo 3 litri di idrogeno. Percorrere una distanza fino a 700 chilometri con un pieno è, in parte, già possibile.

In questo settore sono necessari trasmettitori di pressione ad alte prestazioni e ad alta precisione per monitorare i serbatoi di idrogeno dei veicoli. Occorre, di fatto, monitorare la pressione e la temperatura nel serbatoio di idrogeno del veicolo. Al suo interno si raggiungono pressioni fino a 700 bar, ma bisogna coprire anche un campo di temperatura superiore. Ovviamente è fondamentale che i trasmettitori di pressione impiegati svolgano il loro compito con la precisione richiesta per un lungo periodo di tempo. Al fine di ottimizzare la durata di vita del sensore in applicazioni con l’idrogeno, occorre prestare attenzione a diversi fattori che la influenzano:

Intervallo di pressione: il flusso del gas attraverso la membrana del sensore è proporzionale alla radice quadrata della pressione del gas. Una pressione dieci volte inferiore aumenta la durata di vita del sensore di circa 3 volte.
Temperatura: il flusso del gas attraverso la membrana del sensore aumenta a temperature più elevate e dipende dalla costante del materiale.
Spessore della membrana: il flusso del gas è inversamente proporzionale allo spessore della membrana. L’utilizzo di una membrana spessa 100 μm, invece di una spessa 50 μm, raddoppia la durata di vita del sensore.
Superficie della membrana: il flusso del gas è direttamente proporzionale alla superficie della membrana (il quadrato del diametro della membrana). Con una membrana da Ø 13 mm, invece di una da Ø 18,5 mm, la durata di vita del sensore raddoppia.

Poiché nei serbatoi di idrogeno dei veicoli possono verificarsi sia pressioni elevate che forti variazioni di temperatura, la durata di vita dei sensori non è influenzata da questi due fattori. Anche i fattori dello spessore e della superficie della membrana influiscono solo in parte. Il ciclo di vita può essere migliorato da questi fattori – è vero – ma non in modo ottimale.

Rivestimento in oro: la soluzione più efficace

La permeabilità dell’oro è 10000 volte inferiore di quella dell’acciaio inossidabile. Con il rivestimento in oro (0.1 fino a 1 μm) di una membrana in acciaio da 50 μm, la permeazione dell’idrogeno può essere ridotta in modo molto più efficace che raddoppiando lo spessore della membrana a 100 μm. Nel primo caso, il periodo di tempo in cui si accumula un volume critico di gas idrogeno all’interno del sensore di pressione può essere prolungato per un fattore da 10 a 100, nel secondo caso solo per un fattore di due. Questo presupponendo una saldatura ottimizzata e il più possibile senza buchi, nonché un rivestimento sostanzialmente senza imperfezioni.

Immagine 1: esempio di trasmettitore di pressione con membrana rivestita in oro.

A causa delle proprietà dell’oro riguardo alla permeabilità dell’idrogeno, come standard per queste applicazioni con l’idrogeno la STS utilizza membrane in acciaio inossidabile rivestite in oro.

Scarica l’infografica STS gratuita su questo argomento ora:

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Ridurre le emissioni grazie all’efficiente tecnologia di misurazione della pressione

by STS | Wednesday, 1 July, 2020 | Settore automobilistico

Nell’industria automobilistica operazioni di ritiro dei prodotti hanno vaste conseguenze. Oltre agli alti costi i produttori devono fare i conti con un immenso danno di immagine. Nei possessori di auto si innescano reazioni di rabbia e insicurezza. Lo scandalo dello scorso anno legato alla manipolazione dei valori di gas di scarico, ha sollevato a livello mondiale uno sconquasso con conseguenze particolarmente pesanti. La politica ha preso provvedimenti annunciando nuove procedure di test.

Una vera e propria crisi di richiamodei prodotti ha travolto l’industria automobilistica negli ultimi due anni. Nel 2015 solo negli Stati Uniti la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) ha ordinato il ritiro di 51 milioni di auto. Sebbene non tutti questi veicoli sottoposti al ritiro siano in relazione ai valori di gas dei scarico truccati, il numero è di gran lunga superiore a quello delle auto vendute nello stesso anno. Solo per lo scandalo “dieselgate” sono coinvolte 11 milioni di auto. Il danno è enorme.

La pressione dei costi e la crescente complessità dei sistemi integrati nelle auto vengono associati alla maggiore possibilità di errori e alle relative operazioni di richiamo. Bisogna in prima linea vincere questa sfida con sistemi di controllo migliori e ancora più affidabili – sia da parte dei produttori e dei fornitori, sia attraverso autorità statali di controllo, che consentono di verificarne la conformità agli standard prescritti. Sono necessari dispositivi di misurazioni di alta qualità che in condizioni variabili forniscono risultati più che precisi in modo da garantire una (post) valutazione ottimale. In ciò si è palesata una forte carenza.

Migliore tecnica di misurazione della pressione per migliori motori a combustione interna

Con l’evoluzione dei motori a combustione interna occorrno sensori di pressione altamente precisi, i quali, durante l’analisi della combustione, permettono di misurare in modo esatto le pressioni dei cilindri così come quelle dei gas di aspirazione e di scarico. Allo stesso modo i sensori di pressione assoluta (gas switch) e i sensori di alta pressione (misurazione della pressione di iniezione) devono essere di alta qualità, in fondo proprio con questi ultimi il potenziale per una diminuzione delle emissioni è enorme. In questo modo è possibile ridurre le particelle nei motori a benzina anche grazie all’aumento della pressione di iniezione. Alcuni fornitori stanno già lavorando ad aumentare la pressione di iniezione a 350 bar e oltre.

Arriva il misuratore di emissioni mobile

Attualmente per quanto riguarda la misurazione di gas dei scarico e di consumo da parte di autorità statali di controllo viene applicato il “nuovo ciclo di guida europeo” (NEDC) standard. Come le ultime vicende hanno dimostrato, la procedura di controllo dà ai produttori la massima libertà per influenzare le misurazioni a proprio vantaggio, dato che il veicolo viene analizzato non in condizioni reali, bensì solamente sui banchi prova.

Dopo la divulgazione della notizia delle manipolazioni, nel maggio 2015 la commissione tecnica dell’Unione Europea ha deciso che a partire dall’autunno del 2017 le emissioni in omologazione devono essere testate in condizioni di reale utilizzo – test noto come Real DrivingEmissions (RDE). Le condizioni di laboratorio dei controlli convenzionali vengono così integrate da un procedimento che impedisce l’utilizzo di dispositivi di disattivazione durante l’esecuzione del test. Il veicolo preso in esame viene testato su strada e dunque in condizioni variabili. Inoltre, viene frenato e accelerato in maniera casuale.

Superare le nuove sfide – con sensori di pressione modulari

Il procedimento RDE comporta naturalmente anche particolari sfide legate alla tecnica di misurazione impiegata. Nell’ottimizzare i valori di emissione dei motori a combustione vengono utilizzati in prima linea misurazioni di pressione assoluta e relativa. Alla luce dei nuovi metodi di misurazione, questi devono funzionare in modo affidabile in un ampio intervallo di temperatura. Che sia nel cuore dell’inverno o in piena estate, i valori di misurazione devono essere assolutamente affidabili per poter fornire un quadro realistico degli effettivi valori dei gas di scarico. Inoltre è dimostrato che il funzionamento con pressioni più elevate può portare a risparmi significativi. Pertanto, anche alte pressionidovrebbero poter essereriprodotte. Il fatto che la tecnica di misurazione impiegata nelle applicazioni mobili funzioni a prova di errori si capisce da sé alla luce dei nuovi metodi.

Ciò non è possibile con le soluzioni standard. Queste sono piuttosto parte del problema. Sfide individuali richiedono soluzioni individuali. In più occorrono strumenti che siano precisi e allo stesso tempo flessibili per funzionare in modo affidabile in diverse applicazioni. Solo così rendimento e precisione si possono allineare. È emerso che in questo contesto i sistemi modulari sono ideali. In accordo con il produttore possono essere conformati alle esigenze e fornire pertanto risultati affidabili. Questo è un vantaggio soprattutto nello sviluppo dei nuovi motori, poiché gli adeguamenti possono essere effettuati in modo facile e tempestivo.

Un’esperienza che i nostri clienti vivono quotidianamente – da ormai quasi 30 anni. In qualità di produttori leader di sistemi di misurazione modulari personalizzati per i nostri clienti, in breve tempo e in professionale collaborazione con i produttori, siamo in grado di fornire soluzioni di misurazione precise. Dal punto di vista tecnico lo sviluppo di nuovi motori a ridotto consumo di carburante nonché il loro collaudo nell’uso pratico non costituisce più un ostacolo.

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