Il Journal of the Energy Institute - Science Direct (Elsevier) ha pubblicato l'articolo redatto da Innovhub SSI e Politecnico di Milano
Fuel consumption and exhaust emissions from Euro 6d vehicles fueled by innovative LPG/DME blend
L’obiettivo della ricerca alla base del paper era condurre un’indagine sulle emissioni allo scarico provenienti da autoveicoli alimentati da un carburante potenzialmente completamente rinnovabile, se composto da bio-GPL e DMEd (dimetiletere), a confronto con benzina standard.
A tale scopo, il dimetiletere è stato miscelato con gas di petrolio liquefatto (GPL) e usato per alimentare tre autovetture con motori bi-fuel benzina/GPL ad accensione comandata. La miscela di combustibili ottimale è stata selezionata dopo diversi test di determinazione del numero di ottano con motori CFR. Le emissioni allo scarico sono state misurate durante il ciclo di omologazione WLTC con partenza a freddo e il ciclo di ricerca CADC con partenza a caldo, così come su strada.
Tutti i limiti Euro 6 delle emissioni allo scarico sono stati pienamente rispettati durante il WLTC con entrambi i combustibili. Nel passaggio da benzina a GPL/DME, le emissioni di CO e NOx sono aumentate per due veicoli, mentre quelle di THC e NMHC sono diminuite. Anche per quanto riguarda il particolato, le emissioni allo scarico sono diminuite per due veicoli. In generale, quando i veicoli sono stati guidati seguendo il CADC, sono state osservate emissioni gassose inferiori rispetto al WLTC: ad eccezione di un veicolo, al momento del passaggio dall’alimentazione tramite benzina a GPL/DME, i profili complessivi delle emissioni riflettevano quelli degli stessi veicoli guidati seguendo il WLTC. Le emissioni non regolamentate di particolato misurate durante entrambi i cicli guida sui rulli riflettono quanto osservato per le emissioni regolamentate. I test su strada RDE (Real Driving Emissions) hanno mostrato che le emissioni dei veicoli misurate durante i test su guida reale rispettavano anch’esse gli standard RDE, indipendentemente dal combustibile di alimentazione. Per quanto riguarda le emissioni di CO2, la miscela GPL/DME ne ha garantito un calo sistematico per tutte le autovetture e tutti i cicli, sia su strada che in laboratorio.
Sulla base dei risultati sperimentali, la miscela ottimale si è rivelata quella composta per il 20% da DME e per l’80% da GPL, che è risultata compatibile con la specifica tecnica del GPL EN 589.
Considerando i risultati dei test delle emissioni allo scarico, la nuova miscela non ha evidenziato variazioni rilevanti rispetto allo stesso veicolo alimentato a benzina. Tutte le emissioni regolamentate hanno rispettato gli standard Euro 6 sia con l’alimentazione a benzina che con la miscela GPL/DME e risultati interessanti sono emersi per le emissioni di particolato, con una diminuzione generale delle particelle solide e totali.
Per quanto riguarda l’emissione totale di particelle, è stato misurato un calo rilevante nei motori in fase di partenza a caldo del veicolo e in condizioni di guida su strada, con un potenziale vantaggio di questa miscela nelle aree urbane in termini di riduzione dell’impatto ambientale e dell’impatto sulla salute umana.
Ad eccezione del PN10, che non è stato misurato, tutti i valori delle emissioni allo scarico inclusi nell’iniziale e maggiormente molto severa proposta Euro 7, compresa la misura dell’ammoniaca (NH3), sono stati rispettati tramite l’alimentazione GPL/DME.
Nonostante l’inevitabile inferiore ripetibilità, i risultati del test su strada RDE tendono a confermare quelli ottenuti in laboratorio. Sono stati ottenuti risultati rilevanti per quanto riguarda le emissioni GHG: l’uso della miscela GPL/DME ha portato a una riduzione delle emissioni di CO2 dell’11.6% in laboratorio e del 15% su strada.
L’uso di questa innovativa miscela ha portato anche ad una riduzione del consumo di energia, fino al 4% in laboratorio e all’8% su strada, nonostante il consumo di combustibile in volume sia aumentato, probabilmente per via dell’ottimizzazione dei parametri motoristici con l’alimentazione a GPL effettuata dalla centralina elettronica delle autovetture testate, centralina calibrata con questo scopo dai produttori dei veicoli bi-fuel benzina/GPL.
Poiché la miscela GPL/DME impiegata in questa ricerca si è rivelata del tutto innovativa, nuovi esperimenti risulteranno fondamentali per confermare i risultati riguardo le emissioni allo scarico e il consumo di energia e di combustibile, qui riassunti.
L'articolo è disponibile interamente fino al 7 dicembre 2024 su Journal of the Energy Institute, Volume 117, Dicembre 2024, 101851 (riproduzione riservata). Dopo tale data l’articolo completo sarà visibile ai soli abbonati.
Autori
- Simone Casadei, Davide Faedo, Simone Lixi, Tommaso Rossi | Innovhub - Stazioni Sperimentali per l’Industria, Sustainable Mobility Team, Via G. Galilei 1, 20097, San Donato Milanese, Milano
- Mario Grosso, Stefano Puricelli | Politecnico di Milano, Department of Civil and Environmental Engineering, Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133, Milano