Federal-Mogul: un nuovo pistone con galleria di raffreddamento migliora rendimento e potenza dei motori benzina downsized

 

Il leggero pistone Elastothermic® riduce  i battiti in testa e migliora la durata dei motori ad elevata potenza  con accensione comandata. La divisione Powertrain di Federal-Mogul Corporation sta introducendo  sul  mercato  il  nuovo  pistone  Elastothermic®,  progettato  per  le  nuove generazioni di motori a benzina downsized. L’Elastothermic consente ai costruttori di veicoli di aumentare ulteriormente la potenza specifica e i rapporti di compressione senza compromettere il rendimento o la durata del motore.

Il nuovo pistone combina i benefici dovuti  a una massa ridotta  e  al  minor  attrito  dell’architettura  Elastoval  che  lo  caratterizza,  con  una  geometria migliorata della galleria di raffreddamento posizionata più in alto nel cielo del pistone. La nuova geometria diminuisce la temperatura del cielo, riducendo il rischio di detonazione, o battito in testa, in motori caratterizzati da pressioni e temperature più elevate, continuando a mantenere un’elevata resistenza strutturale.

“I  costruttori  di  motori  stanno  sempre  più  utilizzando  turbocompressori  per  migliorare  le emissioni di CO2, i consumi e le prestazioni,” afferma Gian Maria Olivetti, Chief Technology Officer, Federal-Mogul Powertrain. “Il nostro innovativo pistone Elastothermic con galleria di raffreddamento per applicazioni benzina, consente a questi motori downsized di funzionare a potenze e rapporti di compressione più elevati con bassi valori di NVH e notevole durata.”

 

Il pistone Elastothermic rappresenta il passo successivo nello sviluppo inarrestabile delle architetture avanzate dell’Elastoval per motori a benzina. Il pistone Elastoval è caratterizzato da distanze ridotte degli alloggiamenti dello spinotto e da una distanza minore tra le pareti laterali del pistone che sono inclinate secondo due o più piani e hanno spessori della sezione ridotti fino a 2,5 mm. In molti casi viene utilizzata una struttura con alloggiamento convesso dello spinotto, con tasche opzionali nella direzione dello spinotto, per la riduzione del peso.

Test effettuati hanno dimostrato che la galleria del pistone Elastothermic riduce la temperatura del cielo del pistone di 25°K fino a 30°K. Il cielo e la zona sopra del primo colletto più freddi consentono agli sviluppatori di motori di calibrare il motore per garantire più potenza, più coppia e minori consumi minimizzando al contempo i compromessi nelle calibrazioni per evitare battiti in testa pre-iniezione; l’Elastothermic consente inoltre lo sviluppo di futuri motori con potenze specifiche più elevate.

Il pistone Elastothermic abbassa inoltre la temperatura della sede della prima fascia elastica di oltre 60°C fino a meno di 250°C, contribuendo a minimizzare il consumo di olio e migliorando la tenuta. La temperatura di esercizio più bassa, a sua volta migliora la resistenza al grippaggio, consentendo così l’utilizzo di soluzioni più economiche per le tolleranze dei segmenti e della sede. La riduzione del battito in testa riduce inoltre l’usura e la deformazione della sede della prima fascia elastica.

“La temperatura del cielo del pistone è un fattore chiave per la durata del pistone e per i miglioramenti dei consumi che si possono ottenere con il downsizing”, afferma Arnd Baberg, Chief  Engineer,  Piston  Product  Engineering,  Federal-Mogul  Powertrain.  “Il minor  peso  e la sezione  ridotta  che  caratterizzano  i pistoni  per motori  a  benzina  rendono  decisamente  più difficile  l’integrazione  delle gallerie di raffreddamento  rispetto a quanto  accade per i motori diesel. La vasta conoscenza di Federal-Mogul dei materiali e dei processi produttivi ci ha consentito di sviluppare processi di fusione controllati in modo più preciso che danno vita a pistoni con gallerie, leggeri e ad elevata resistenza meccanica.”

Costruttori di veicoli in Asia, Nord America ed Europa stanno sviluppando motori che utilizzano il nuovo pistone, che è stato sviluppato nel Centro di R&S di Federal-Mogul di Norimberga, in Germania. L’avvio della produzione è previsto nel 2013 e Federal-Mogul presenterà l’Elastothermic allo IAA Show di Francoforte, dal 12 al 22 settembre 2013.