Il sistema di Volkswagen che ‘salva’ i motori diesel

Dal 2018, sono stati impiegati nei modelli Volkswagen con motori Diesel solo sistemi SCR per il post-trattamento dei gas di scarico. Con la tecnologia SCR (Selective Catalytic Reduction), gli ossidi di azoto nei gas di scarico vengono significativamente ridotti. La Volkswagen ha ora sviluppato un nuovo stadio evolutivo dei sistemi SCR, il cosiddetto twin dosing. L’AdBlue viene iniettato in modo mirato a monte di due catalizzatori SCR disposti in serie. Il sistema viene usato nella Nuova Passat 2.0 TDI Evo 150 CV, che già soddisfa i requisiti tecnici per rispettare i futuri standard di emissioni Euro 6d e e sarà introdotta su tutti i modelli dal 2020, ad inziare dalla nuova Golf 8.

Il sistema twin dosing richiede un secondo catalizzatore SCR, che si trova nel sottoscocca della vettura. A seguito della maggiore distanza dal motore, la temperatura dei gas di scarico a monte del secondo catalizzatore può essere fino a 100° C più bassa. In questo modo si amplia la finestra del post-trattamento dei gas di scarico: anche a temperature maggiori di 500° C dei gas di scarico vicino al motore, il sistema può ancora raggiungere elevati livelli di conversione. In aggiunta, un catalizzatore bloccante a valle del sistema SCR impedisce il rilascio eccessivo di ammoniaca.

L’innovativo sistema twin dosing controbilancia uno svantaggio di natura sistemica dei motori Diesel. Infatti, i moderni motori ad autoaccensione provocano meno emissioni di CO₂ rispetto a quelli a benzina poiché il gasolio dispone di una maggiore densità energetica e il processo di combustione raggiunge un maggiore livello di efficienza. Tuttavia, i motori Diesel necessitano di specifiche esigenze poiché la combustione del carburante avviene con aria in eccesso. L’aria è composta da una parte sostanziosa di azoto, che quando reagisce con l’ossigeno durante la combustione forma gli ossidi di azoto.

Per ridurre gli ossidi di azoto generati dai motori Diesel viene utilizzata l’ammoniaca. Questa viene iniettata sotto forma di agente riducente acquoso (AdBlue) tramite un modulo di dosaggio nel gas di scarico a monte di un catalizzatore SCR. Qui, la soluzione evapora; l’urea viene divisa e si unisce con il vapore acqueo per formare ammoniaca. Nel catalizzatore SCR l’ammoniaca (NH₃) reagisce poi, grazie a uno specifico rivestimento, con gli ossidi di azoto (NOX) per formare acqua e innocuo azoto (N2), la componente principale dell’aria che respiriamo.

Negli esistenti sistemi di post-trattamento dei gas di scarico, il catalizzatore SCR è posto in prossimità del motore fra il turbocompressore, il catalizzatore di ossidazione Diesel, che converte gli idrocarburi incombusti, e la parte flessibile di connessione al silenziatore. Il rivestimento SCR viene applicato alla struttura a nido d’ape del filtro antiparticolato Diesel, cosicché un elemento possa svolgere più funzioni. La disposizione in prossimità del motore permette che le temperature dei gas di scarico richieste per elevati livelli di conversione possano essere raggiunte attraverso un rapido avviamento a freddo, l’intervallo ideale per livelli di conversione superiori al 90% è fra +220° e +350° C. In svariate condizioni di funzionamento vengono soddisfatti questi requisiti.

Sopra i +350° C non si riducono più i livelli di conversione grazie al twin dosing. Queste alte temperature si formano, per esempio, sui percorsi autostradali veloci, a elevati regimi del motore per periodi prolungati o nella guida in salita, in particolare in caso di veicoli completamente carichi o con carico a rimorchio.

MOTORI Il sistema di Volkswagen che ‘salva’ i motori diesel