Analisi tecnica F1: il sistema d’iniezione Ferrari

Nei motori a combustione interna l’approvvigionamento del combustibile è gestito dal sistema d’alimentazione. Il componente finale di questo sistema è l’iniettore, questo ha l’arduo compito di iniettare direttamente, in camera di combustione, benzina a pressioni che possono raggiungere i 500 bar. Le criticità connesse a tale componente sono dovute essenzialmente, oltre che per le alte pressioni da gestire, ai ridottissimi tempi di iniezione: per un regime di rotazione massimo di 15.000 RPM e un arco di iniezione supposto pari a mezzo giro dell’albero motore, vuol dire che il ciclo di  iniezioni deve avvenire entro un tempo di 4 ms!  iniezione Ferrari

L’accensione della miscela di aria-combustibile nei propulsori Ferrari utilizzati in F1 sfrutta un sistema brevettato dalla MAHLE denominato MAHLE Jet Ignition®. L’installazione di questo sistema prevede che sia creata sulla testata una piccola camera di combustione dove convergono due condotti: in uno di questi è installata la candela che provvederà all’accensione della miscela, nell’altro condotto è ospitato un iniettore che erogherà all’interno della piccola camera una quantità di combustibile generalmente inferiore al 5% del combustibile utilizzato ad ogni ciclo.
La piccola camera di combustione è connessa alla camera principale, ove si trova lo stantuffo,  da un condotto al cui culmine si trovano dei microfori. La camera di combustione principale è servita da un iniettore che provvederà ad iniettare il resto del combustibile.

Pre-camera MAHLE Jet Ignition® Iniezione Ferrari
Pre-camera MAHLE Jet Ignition®. Fonte: MAHLE.

L’accensione avviene nella seguente maniera: nell’istante in cui lo stantuffo si porterà nelle vicinanze del suo PMS, la candela accende la miscela all’interno della piccola camera di combustione, questa genera un fronte di fiamma che si espande verso la camera principale passando dai microfori. La presenza dei microfori genera forti turbolenze nel fronte di fiamma, grazie al quale si riesce a raggiungere la miscela di aria-combustibile in tutto il volume della camera generando a sua volta la combustione della carica principale.

Fronte di fiamma. Fonte: MAHLE.

L’adozione di questo sistema consente di ottenere combustioni più pulite ed efficienti garantendo un incremento del rendimento termodinamico del propulsore anche sopra il 45% e una riduzione dei consumi di combustibile. Si ottengono inoltre rapporti di compressione più spinti, non essendo necessario che l’elettrodo della candela sporga all’interno della camera di combustione principale, incrementando ulteriormente la potenza del motore termico.



mm

Giovanni Li Calsi

Laureato in Ingegneria Meccanica presso l'Università degli Studi di Palermo. Attualmente impegnato nella prosecuzione della specialistica nello stesso corso.