F28 Diesel of the year 2020

Immaginate di chiudervi in sala operatoria per esplorare l’anatomia dell’F28, Diesel of the year 2020. Il chirurgo che vi accompagnerà è Umberto Gammieri, Chief Engineer di Fpt Industrial.

Quali sono gli elementi più innovativi dell’F28, sia tra gli aspetti comuni al progetto che facendo un esempio per ognuno dei tre (diesel, gas, ibrido)?

L’elemento più innovativo è certamente l’essere stato pensato e progettato secondo un approccio modulare, ovvero per essere integrato per rispondere a diverse esigenze di impiego. I tre principali pilastri sono: compattezza e prestazioni, multi-fuel, ready-for-electrification. Sul core-engine diesel abbiamo lavorato nell’ottica di alta coppia erogata a bassi giri e delle dimensioni contenute per installazioni su macchinari compatti. Parlando della versione a gas, oltre ai concetti di sostenibilità e enabler per modelli di circular economy di cui Fpt è pioniere, il brand ha una forte esperienza nella tecnologia Cng (combustione stechiometrica, no Egr, iniezione multi-point, controllo proprietario della combustione per garantire riduzione emissioni e prestazioni). In merito alla elettrificazione, infine, l’idea è di approccio scalabile e soluzione integrata per garantire compattezza.

F28 Diesel of the year 2020. Cosa dire dell’assetto più schiettamente meccanico?

Nell’F28 è stato ottimizzato tutto in funzione della compattezza e delle performance, ad esempio l’albero motore. Farlo in acciaio ci ha consentito di raggiungere i target di pressioni di combustione elevate, mantenendo un packaging comparabile ad un 3 cilindri. L’asse a camme è nel basamento, come l’F5. Ha il vantaggio di tenere il motore più in basso. La trasmissione è a cascata di ingranaggi, quindi gli utilizzatori, soprattutto nell’agricolo, possono sfruttare a pieno i 210 Nm della pto.

Quale tipo di Egr avete adottato?

Utilizziamo un Egr raffreddato, concettualmente analogo al 3,4 e 3,6 lt ma con layout specifico e percorso integrato nella testa per maggiore compattezza. La questione va nel campo dell’omologazione. Per le potenze inferiori ai 56 kW (NOX 4,7 invece di 0,04), per gestire gli ossidi di azoto è sufficiente l’Egr light.  Nel collettore di scarico è posizionato un runner aggiuntivo, il quinto, che intercetta i gas prima che entrino nella turbina. Quindi si verifica il passaggio interno alla testa cilindri, tangente a una camicia ad acqua, dove avviene il primo scambio termico tra acqua e gas, che successivamente entra nella valvola Egr, sul lato caldo. Infine nel cooler, dove è ulteriormente raffreddato ed entra nel collettore di aspirazione. Non ha tubi esterni, essendo collegato direttamente al basamento.

 La versione a gas?

Adottiamo l’iniezione multipoint e confermiamo l’approccio della combustione stechiometrica. Inoltre, è senza Egr. Abbiamo rivisto la parte alta del motore. La testa ha un disegno specifico, per la compatibilità al sistema di iniezione, con un diverso livello di swirl rispetto al diesel. Il collettore di scarico è di un materiale più resistente, perché le temperature di scarico sono più elevate rispetto al diesel. Il rapporto compressione del motore a gas è più basso, quindi sono cambiati sia il pistone che la camera di combustione, gli anelli hanno un design specifico per minimizzare i trafilamenti nella camera. Il catalizzatore sul gas è a 3 vie.

E l’ibrido?

Stiamo lavorando su diverse soluzioni di elettrificazione, il concept presentato al Conexpo prevede un’architettura ibrida parallela, in configurazione P2, dove la macchina elettrica viene montata su volano, garantendo la compattezza del sistema propulsivo integrato. La soluzione mostrata è a 48V, con potenza elettrica continuativa di 20kW (fino a 32kW di picco), permettendo quindi il downsizing di macchine da 75Kw. Il modello è scalabile su future soluzioni ad alto voltaggio, per incrementare la potenza elettrica disponibile ed evolvere verso soluzioni con maggior livello di ibridizzazione. Il sistema utilizza un’architettura di controllo integrato pt. I benefici sono: aumento efficienza, miglioramento prestazioni in transitorio per e-boost, logica di gestione start-stop ottimizzata, enabler per smart auxiliaries.