In una decade caratterizzata dalla continua ricerca verso un futuro sostenibile, Ferrari sta facendo attenzione a non puntare tutto su un’unica carta quando si tratta dei suoi futuri propulsori. Ad oggi, presso la casa automobilistica di Maranello, la prima vettura completamente elettrica è attualmente in fase di sviluppo, sebbene il suo amministratore delegato Benedetto Vigna abbia recentemente affermato di non credere che le unità termiche scompariranno del tutto dal mercato delle auto di lusso, ma verranno affiancati da sistemi energetici supplementari.
Ora, grazie alle ultime voci provenienti dall’azienda, abbiamo un’idea dei concetti che la Ferrari sta esplorando per mantenere viva la combustione interna nelle sue auto, e sono diversi da qualsiasi cosa abbiamo mai visto prima in un’auto.
Il “Cavallino rampante” ha infatti depositato i brevetti per un nuovo motore ibrido che funziona a idrogeno e utilizza l’induzione forzata tramite un turbocompressore azionato elettricamente. L’energia per azionare elettricamente i compressori verrebbe generata in frenata dall’unità di trazione anteriore e, sebbene la parola “batteria” non sia menzionata nei documenti, si deve presumere che ne venga utilizzata una per immagazzinare l’energia.
La premessa di base, come detto, è un motore a combustione interna alimentato a idrogeno che, di per sé, non è un concetto del tutto radicale. Mazda stava sperimentando questa idea più di 20 anni fa, e anche BMW e, più recentemente Toyota, l’hanno esplorata. In generale ormai, a molte aziende è familiare il concetto di ibrido parallelo, che aziona le ruote posteriori con il motore a combustione e quelle anteriori con un motore elettrico e utilizza un cambio a doppia frizione.
Nei documenti depositati sul brevetto, Ferrari propone una configurazione I-6 (con i cilindri “in linea”), disposta in modo capovolto, ma suggerisce anche che potrebbero essere utilizzati i layout V6, V8 o V12.
La logica di questo “capovolgimento” è che la trasmissione può essere collocata più in alto rispetto al motore, il che consente di installare uno scivolo estrattore più grande (con relativi vantaggi aerodinamici) nella parte posteriore dell’auto. Alcuni aerei da combattimento della Seconda Guerra Mondiale avevano motori capovolti in questo modo; dunque, non si tratta di una pratica del tutto sconosciuta.
Se non si usasse questa soluzione tecnica, per avere un diffusore altrettanto efficace si dovrebbe ricorrere a un veicolo più lungo. Ma il documento insiste espressamente sull’importanza di mantenere dimensioni compatte e passo corto
L’uso di idrogeno (H2) allo stato gassoso come carburante (con iniezione diretta o in condotto) è una scelta logica per un produttore che ha espresso il desiderio di mantenere il motore a combustione interna il più a lungo possibile. Tuttavia, la scelta del layout del motore è certamente non convenzionale, e il sistema di induzione forzata attinge chiaramente alla sua esperienza nel motorsport.
Disposizione dei serbatoi ottimizzata
Sembrerebbe che la disposizione invertita serva a consentire l’imballaggio del sistema di induzione e anche di una coppia di serbatoi di idrogeno (da qui il layout I-6, che riduce la larghezza trasversale del motore).
Il sistema di induzione forzata è composto da due compressori e due turbine, che non sono collegati meccanicamente. I compressori sono uniti coassialmente da un unico motore elettrico, orientato sopra il motore, mentre le turbine sono situate sotto il motore, affiancate da un riduttore ad un secondo motore elettrico.
Il brevetto, inoltre, suggerisce un’opzione in cui vengono utilizzati motori separati per i due compressori. Questo layout presenta l’ulteriore complicazione del fatto che i compressori sono collegati meccanicamente all’ICE (i.e. Internal Combustion Engine) tramite la trasmissione senza turbina di scarico o motori elettrici. Il brevetto che spiega.
Questa realizzazione è un po’ meno efficiente dal punto di vista energetico (non recupera parte dell’energia dai gas di scarico attraverso il gruppo turbina 42) ma è più leggera, compatta e semplice, eliminando del tutto la parte elettrica (infatti, non sono presenti né il generatore elettrico 54 del gruppo turbina 42 né il motore elettrico 50 del gruppo compressore 37).
Il brevetto descrive anche un MGU (unità motogeneratrice descritta in un precedente articolo riguardante il sistema di propulsione adottato in Formula 1) montato anteriormente e volto, dunque, ad azionare l’asse anteriore.
Naturalmente, è opportuno sottolineare come i produttori depositino continuamente brevetti speculativi, ma l’ultimo della Ferrari dimostra certamente che è stata posta una notevole attenzione alle sfide di confezionamento di un “ICE H2” in un’auto stradale ad alte prestazioni.
Altro dettaglio concerne il brevetto è la valutazione di un sistema di manutenzione per il motore. Ad esempio, la disposizione delle pompe dell’olio, assieme al serbatoio del liquido di raffreddamento, nella parte inferiore del motore, li rende più facilmente a portata di mano dei tecnici. Una parte del diffusore, poi, è anche un coperchio del motore, che può essere rimosso per accedere alle componenti.
Il brevetto Ferrari descrive, in conclusione, un’auto sportiva ibrida sovralimentata, che può essere sottoposta a varie modifiche in base a ciò che gli ingegneri di Maranello ritengano più efficace. Il sistema di alimentazione del motore rappresenta l’interesse, anche da parte delle case più ambite e lussuose, verso la ricerca della sostenibilità: allo stesso tempo, la configurazione e le prestazioni restano una priorità, nonché un marchio distintivo imprescindibile per il Cavallino.
