Al Cti Symposium 2023 di Berlino (5 e 6 dicembre 2023), uno dei maggiori eventi internazionali in Europa dedicati alle tecnologie sostenibili per la propulsione di autovetture e veicoli commerciali, Marelli ha svelato il suo primo sistema di alimentazione per motori a idrogeno, costituito da iniettori specifici con design brevettato e un’evoluta centralina di controllo motore (Eco – Engine control unit). Questa soluzione all’avanguardia è pensata per i motori a idrogeno, che sono simili ai tradizionali motori endotermici ma utilizzano l’idrogeno come carburante, senza quindi emissioni di CO2, rappresentando un’opzione interessante per l’eco-mobilità. Frutto dell’esperienza di Marelli nell’ambito della tecnologia a iniezione diretta ad alta pressione, il nuovo sistema di alimentazione del carburante soddisfa gli stringenti requisiti di questi motori, garantendo precisione, efficienza, prestazioni, facilità di integrazione e riduzione della complessità.
Come viene gestito l’idrogeno
L’idrogeno è un gas particolarmente leggero e reattivo: per questo è necessario che l’iniezione di carburante sia estremamente precisa all’interno della camera di combustione, con soluzioni specifiche in grado di evitare preaccensioni e ritorni di fiamma (backfire). Inoltre, per sfruttare il carburante in modo efficiente, è necessario un rapporto di compressione più elevato rispetto ai comuni motori a benzina. Il sistema a iniezione diretta risulta pertanto un fattore abilitante per questa tecnologia. Marelli, unica azienda ad aver sviluppato e prodotto un sistema di iniezione diretta di benzina (Gdi – Gasoline direct injection) oltre i 700 bar, è partita dalla propria esperienza con il sistema a 1000 bar, per sviluppare, sempre presso il Centro di Ricerca e Sviluppo dell’area di business Propulsion Solutions a Bologna, una soluzione specifica per l’idrogeno, in grado di assicurare resistenza elevata e stabilità di iniezione, con prestazioni eccellenti.
Il sistema di alimentazione a idrogeno
Questo ha permesso all’azienda di sviluppare iniettori ad alta pressione affidabili e silenziosi con le stesse dimensioni di quelli utilizzati per i carburanti tradizionali, rendendo così più semplice per i carmaker l’integrazione nelle piattaforme esistenti. Inoltre, questi iniettori sono dotati di doppia attuazione, un circuito magnetico specifico per il controllo della velocità dell’ago e un’elevata portata statica in grado di soddisfare i requisiti di veicoli diversi. Il design brevettato consente inoltre di ovviare agli urti incontrollati tra i componenti dinamici dell’iniettore, limitando così il rischio di riduzione delle prestazioni. Infine, l’utilizzo di un controllo di comando standard contribuisce a ridurre i costi e la complessità del sistema. Il sistema di alimentazione del carburante include anche un riduttore di pressione con regolatore integrato, che riduce la pressione dell’idrogeno alla pressione di esercizio dell’iniezione, e un collettore specifico, testato per le più severe applicazioni automotive. L’intero funzionamento è regolato da una avanzata centralina di controllo motore, che utilizza algoritmi, software e strategie specifiche sviluppate internamente da Marelli per gestire la complessità del sistema a idrogeno.
