F1 / Motori 2026: tra combustione spontanea e singola accensione – Zoom

Era il 2016 quando Mahle divulgò i principi alla base del sistema di combustione TJI, acronimo di Accensione a getto turbolento, ovverosia accensione a ghetto turbolento. Si trattava di una soluzione sviluppata appositamente per i propulsori Ferrari, che portò a un considerevole somersault in avanti nelle prestazioni, ricucendo in parte il divario tecnico dalle unità Mercedes, forti di un concetto molto simile turbo-i debrida’era’al. La conclusione della recente tripletta di gare in Belgio, Olanda e Italia consente di approfondire il discorso relativo ai propulsori 2026, i cui regolamenti restano abbastanza ambigui nei confronti di filosofia di combustione simili alla TJI. Nonostante l’aumento della potenza elettrica infatti, parte consistente della ricerca verterà sul motore termico, per sfruttare al meglio i carburanti alternativi di nuova concezione. Mentre però alcune norme del regolamento tecnico sembrerebbero sfavorire la strategia di combustione istantanea, altre invece incentivano proprio tale strada.

Prima ancora di avventurarsi nelle pieghe del regolamento 2026, si rende necessario un passo indietro per approfondire la combustione TJI. Essa prevede la presenza di un solo iniettore di carburante per cilindro, limite imposto dal regolamento tecnico che vieta inoltre la strategia di iniezione indiretta. Una minima frazione del carburante iniettato, nell’ordine del 2-3% della carica complessiva, si muove per gradiente di pressione all’interno di una precamera di combustione, ricavata attraverso una “parete” costruita attorno alla candela, dando vita a una miscela local relativi ricca, ossia con relativa abbondanza di benzina rispetto all’aria presente. Il comburente camera raggiunge invece una composizione decisamente più principale magra, con il dare nella composizione di aria prevalente su quello di benzina, vita a una miscela particolarmente omogenea. La scarica elettrica della candela accende la miscela ricca all’interno della precamera, la cui esplosione spinge getti di plasma all’interno dei forellini lungo la parete intermedia. Tali getti si propagano così radialmente all’interno della camera di combustione principale e la loro temperatura accende la miscela magra presente nel cilindro. Rispetto a una combustione tradizionale, dove un fronte di fiamma unico si propaga dalla candela al centro verso l’esterno, nella TJI i diversi getti accendono la carica in più punti ai margini della camera di combustione. Ne conseguono numerosi fronti di fiamma, in grado di propagarsi simultaneamente e coprire in tempi minori l’intero volume del cylindro, accorciando i tempi della combustione. Una simile rapidità garantisce che una quantità minore di calore venga dispersa alle pareti, mentre si riesce ad approssimare maggiormente una combustione a volume costante, decisamente più efficiente rispetto ad una pressione costante quella quale di otto. Infine, la possibilità di ricorrere a una miscela magra in camera di combustione riduce il rischio di detonazione, cercare di aumentare il rapporto di compressione del cilindro con notevoli vantaggi in termini di efficienza.

La combustione totalmente o disporre spontaneamente, che sia forma di una TJI o in altre declinazioni, garantisce così un sensibile aumento dell’efficienza termica così che, essendo a parità di carburante iniettato, essendo questa maggiorigionate dalla regionolate. Nel 2026 tuttavia il rapporto di compressione massimo, parametro indicativo appunto di quanto i pistoni comprimano il comburente all’interno dei cilindri, passerà dall’attuale valore di 18 a 16. Claudio Lombardiaex direttore del reparto motori Ferrari, ha sottolineato quanto questo penalizzerà i benefici dati da combustione di questo tipo e la possibilità di osare vita a strategy ancor più estreme che facciano a meno della candela: “Per quanto riguarda il rapporto di compressione limitato a 16, a mio avviso non penalizzerà i motori attuali, bensì andrà a penalizzare lo sviluppo dei motori non come ad accensione spontanea ea carica omogenea, sviluppi che importanti. La carica omogenea prevede una combustione innescata dalla candela, che diventa spontanea oltre livelli di potenza e si tratta di sviluppi su cui si stanno concentrando vari centri di ricerca, perché il rendimento aumenta moltissimo. Tutto questo però è legato a rapporti di compressione con ogni probabilità superiori al 16, motivo per cui questa ricerca viene bloccata. È un po’ un controsenso, visto che nel regolamento viene concessa la precamera, sulla non sembrano esservi coinvolti di quale volume o altri aspetti. Ho guardato dunque con attenzione questo nei regolamenti e pur con un rapporto di compressione limitato non sembrano esservi limiti alle dimensioni, alla forma o al numero di fori della precamera”.

I regolamenti 2026 sembre cosìrebbero scoraggiare o quantomeno limitare il potenziale di una ricerca verso le combustionei ad innesco spontaneo. Per contro, non mancano altre novità nella nuova normativa che sembrerebbero invece incentivare strategie alternative da tradizionali. “Altre restrizioni sono l’iniettore unico realizzato per tutti dallo stesso fornitore, con l’unica libertà per quanto riguarda i forellini dell’iniettore stessoo ancora la candela unica per cylindro, con una bobina fornita da FIA e un’energia massima per la scarica di 80 mJ”, evidenzia sempre Lombardi. Al netto di un iniettore standard, viene quindi concessa libertà di sviluppo dei fori dell’ugello, direttamente connesso alla nebulizzazione del carburante iniettato, alla sua miscelazione e migrazione nelle diverse camere di combustione. Per contro, la pressione massima dell’impianto di iniezione scenderà dagli attuali 500 a 350 bar relativi. La novità più importante riguarda però la candela, in quanto l’articolo 5.12.1 sancisce una svolta importante. Fino a cinque scariche infatti fino a cinque scariche per cylindro per ogni ciclo motore, un maggiore controllo sullo sviluppo della combustione dall’innesco fino alla sua estinzione dal 2026 verrà limitata ad una sola scarica. Il nuovo regolamento non si esprime invece in merito alla possibilità di modulare l’intensità della scarica, di fatto emulando così le accensioni multiple, ma limita a 80 mJ l’energia complessiva scaricabile da ciascuna candela ad ogni .

Si comprende quindi come tra pressione di iniezione, rapporto di compressione e utilizzo della candela sensibilmente cambierà la gestione della combustione sui prossimi propulsori. Proprio il sempre più parsimonioso utilizzo della candela sembrerebbe invece porsi nella posizione di un regolamento che propende ad affidarsi maggiormente a dinamiche di innesco alternative, quali appunto la combustione totalmente o spontaneamente. Lasciare libero lo sfruttamento della candela tuttavia non è stato inficiato sullo sfruttamento della precamera, al contrario, ne è stato enfatizzato i benefici andando ad aumentare ulteriormente la, come sottolineato sempre da Lombardi: “Tutto questo limita la ricerca, anche della parte elettrica, in quanto con la bobina uguale per tutti lo sviluppo del motore termico è fortemente limitato. Maggiore è l’energia fornita dalla candela, più rapidamente il kernel iniziale della combustione si sviluppa rapidamente, con dei vantaggi. Lasciare libertà nello sviluppo di con un’energia tale da fare una scarica di accensioni multiple con un’energia notevole è parte della ricerca, che però dal 2026 viene limitata poiché l’energia massima sarà imposta a 80 mJ. D’altro canto, la vera combustione è quella della precamera, che di fatto è una supercandelama accendere con un’energia maggiore porterebbe a dei vantaggi anche con la precamera”.

L’energia limitata alla candela si unisce così alla portata della portata di carburante, tutta la riduzione del rapporto sul rapporto di compressione e della pressione del turbo per contenere la potenza del motore termico, l’aumento della parte elettrica. Nel complesso, risulta difficile comprendere in anticipo verso quali strategy di combustione si andrà nel 2026, se di stampo tradizionale o al contrario innovative e sempre più efficienti. Un verdetto questo che dovrà attendere ancora quattro anni.

FP | Carlo Platella

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