Porsche ha sviluppato, seppur virtualmente, un prototipo di motore a idrogeno basato su un V8 a benzina. Qual è il risultato?
Il futuro dell’automotive è dipinto con il colore elettrico. Lo sappiamo: il 2035 è l’anno segnato in rosso sul calendario da cui i veicoli con motore a combustione interna non saranno più venduti in Europa.
La Tecnologia elettrica sarà predominante a quel punto, sebbene possano essere disponibili altre opzioni, come combustibili sintetici o la cella a combustibile.
Quest’ultimo ha l’idrogeno come protagonista, una soluzione che si inizia già a contemplare e che vede già in circolazione alcuni veicoli di produzione. In ogni caso, gli alti costi di produzione di questi veicoli e rete di ricarica inesistenti sulle strade lo lasciano ancora come un opzione di sviluppo e di espansione.
Porsche, che considera l’idrogeno come a soluzione futura, sta studiando un altro modo per introdurlo. Mentre la cella a combustibile come la conosciamo oggi si basa su motori elettrici e una batteria per immagazzinare energia, il marchio di Stoccarda ha sviluppato un motore prototipo che funziona a idrogeno ma si basa su un V8 4.4 benzina.
Naturalmente, questo propellente di Ingegneria Porsche è stato sviluppato solamente in maniera virtuale.
L’obiettivo non è altro che mostrare le possibilità di adattamento degli attuali motori a combustione, in questo caso benzina, per lavorare con l’idrogeno e ottenere emissioni molto inferiori e prestazioni simili rispetto a quelli a benzina. Lo avranno raggiunto?
Questo è il nuovo motore a idrogeno “virtuale” di Porsche
Gli ingegneri della Porsche Engineering hanno preso come base (tramite computer) un motore a benzina V8 da 4,4 litri, apportando diverse modifiche e presentando quattro diverse disposizioni meccaniche. Per la soluzione definitiva è stato aumentato il rapporto di compressione, modificato il sistema di combustione per adattarlo all’idrogeno ed installato un nuovo sistema di sovralimentazione, optando per compressori in parallelo.
Tutto nasce da un’esigenza che, per ottenere una combustione pulita dell’idrogeno, È necessaria una massa d’aria doppia rispetto ai motori a benzina, poiché l’idrogeno è molto scarso. La soluzione definitiva opta per a turbo elettrico e, come dicevamo, compressori in parallelo. Pertanto, questi compressori sono disponibili forma coassiale a due stadi, azionata dal motore elettrico tramite un albero comune: l’aria passa attraverso il primo compressore, viene raffreddata dall’intercooler e quindi nuovamente compressa in un secondo stadio.
Così, Porsche è riuscita a mantenere circa 598 CV di potenza, come se fosse un motore a benzina, e alcuni emissioni molto basse con livelli di ossidi di azoto ampiamente al di sotto dei limiti della norma euro 7 (previsto per il 2025), sufficiente per essere considerato entro i limiti della buona qualità dell’aria; né vengono rilasciate particelle, monossido di carbonio o idrocarburi.
Porsche ha culminato questo lavoro con un ritorno virtuale alla circuito del Nürburgring con un veicolo di 2.650 kg, ottenendo un tempo sul giro di 8 minuti e 20 secondi, oltre a una velocità massima di 261 km/h.
Questo motore diventerà realtà?
Come abbiamo detto prima, il obiettivo Porsche con questo studio virtuale è il analizzare il potenziale tecnico di questa tecnologia. Gli attuali veicoli a idrogeno sono progettati per poter lavorare con una potenza specifica di circa 68 CV per litro di cilindrata, lungi dal poter essere considerati equivalenti ad un equivalente motore a benzina, tanto meno per l’utilizzo in veicoli ad alte prestazioni.
Il risultati dell’opzione definitiva trovata da Porsche Engineering sono stati positivo e, anche se si parla di essere paragonabile a quello di un motore a benzina in termini di prestazioni si riconosce che è “improbabile” entrare in produzione nella sua forma attuale. Sebbene il sistema di sovralimentazione e alcuni componenti meccanici siano più complessi e costosi, questo finirebbe per essere equilibrato grazie al non dover installare la tecnologia di trattamento dei gas nell’impianto di scarico come negli attuali motori a benzina.
“Lo studio ci ha permesso di ottenere preziose informazioni sullo sviluppo di motori a idrogeno ad alte prestazioni e aggiungi modelli e metodi specifici del carburante alla nostra metodologia di simulazione virtuale. Con questa conoscenza, siamo pronti a gestire in modo efficiente i futuri progetti dei clienti.“, Spiegare Vincenzo Bevilacqua, Esperto senior di simulazione di motori presso Porsche Engineering.
