L'industria automobilistica si trova ad affrontare una fase di profonda trasformazione, spinta dalla necessità di ridurre le emissioni e dalla crescente attenzione verso la sostenibilità. Sebbene l'elettrificazione rappresenti una direzione chiara per molti costruttori, i ritmi di adozione non sempre riflettono le previsioni, e un numero significativo di clienti non è ancora pronto per un passaggio immediato ai veicoli completamente elettrici. In questo contesto dinamico, BMW emerge con una strategia articolata che non abbandona il motore diesel, ma lo reinventa attraverso l'innovazione tecnologica e l'impegno verso carburanti alternativi, mantenendo un'offerta diversificata per rispondere alle esigenze di una clientela eterogenea.
Oliver Zipse, CEO di BMW, ha sottolineato in diverse occasioni che l'auto elettrica potrebbe non essere la scelta ideale per tutti i clienti. Questa consapevolezza guida l'azienda verso lo sviluppo di soluzioni alternative, tra cui spicca il moderno motore diesel. Zipse ha evidenziato come "i progressi nel campo dell’auto elettrica non significano automaticamente che l’auto elettrica sia la scelta migliore per tutti i clienti", affermando che per il prossimo futuro "un diesel moderno potrebbe ancora essere la scelta giusta". Questa visione si traduce in un impegno concreto nella diversificazione dell'offerta, che rimane "tanto diversificata quanto lo sono i nostri clienti". L'obiettivo di azzerare completamente le emissioni è stato, di fatto, ridefinito per integrare un approccio più graduale e inclusivo.
L'Elettrificazione "Leggera" con la Tecnologia Mild Hybrid BMW
Una delle risposte più significative di BMW a questa esigenza di diversificazione è l'adozione su larga scala della tecnologia Mild Hybrid. Questa soluzione rappresenta un ponte tra i motori a combustione interna tradizionali e l'elettrificazione completa, migliorando l'efficienza e riducendo le emissioni senza stravolgere l'esperienza di guida a cui molti clienti sono abituati. La tecnologia con generatore di avviamento a 48 V di casa BMW, introdotta per la prima volta nell’autunno del 2019 sulla BMW 520d, ha dimostrato le sue potenzialità nel garantire un futuro ai motori termici attraverso un'elettrificazione "leggera" ma efficace.
Dopo il successo sulla Serie 5, lo stesso motore 4 cilindri Diesel BMW TwinPower Turbo da 190 CV, equipaggiato con il sistema Mild Hybrid, ha fatto il suo debutto sulle nuove Serie 3, X3 e X4. Il pacchetto Mild Hybrid ha inoltre raggiunto la BMW 340d e le X5 e X6 xDrive40d nella variante a 6 cilindri, ed è prevista la sua integrazione anche sui propulsori benzina sulla BMW Serie 4. Questo dimostra la volontà di BMW di estendere i benefici di questa tecnologia a un'ampia porzione della sua gamma.
Come Funziona la Tecnologia BMW Mild Hybrid
Il cuore del pacchetto Mild Hybrid è un generatore di avviamento alimentato da una batteria aggiuntiva da 48V. Il generatore è in grado di ricaricare la sua batteria attraverso il recupero dell’energia cinetica in frenata, un processo che altrimenti andrebbe sprecato. L'energia accumulata viene poi utilizzata per fornire al motore a combustione interna una potenza addizionale di 8 kW (equivalenti a 11 CV). Questa spinta extra è particolarmente utile nelle ripartenze, dove contribuisce a migliorare lo spunto e la reattività del veicolo.
Inoltre, il sistema Mild Hybrid offre una maggiore efficienza dell’unità termica quando si viaggia a velocità costante, contribuendo a una sensibile riduzione di consumi ed emissioni. Il generatore migliora anche l'efficacia del sistema Auto Start Stop, riavviando rapidamente e senza vibrazioni il motore, rendendo l'esperienza di guida più fluida e confortevole. Un aspetto cruciale di questa tecnologia si manifesta in fase di decelerazione: quando la velocità scende al di sotto dei 15 Km/h, il motore a combustione interna viene spento fino all’arresto completo della vettura, massimizzando l'efficacia del recupero energetico in frenata. Questo approccio intelligente contribuisce a ottimizzare l'uso del carburante e a minimizzare l'impatto ambientale.
BMW B58TU1 with 48 Volt Mild Hybrid: A closer look...
Carburanti Sintetici: Un Futuro Sostenibile per il Diesel
Oltre all'elettrificazione "leggera", BMW sta esplorando attivamente il potenziale dei carburanti sintetici come l'HVO 100 (Hydrotreated Vegetable Oil 100). Questa iniziativa è una dimostrazione concreta dell'impegno di BMW verso una mobilità più sostenibile, anche per i veicoli con motore a combustione interna. A partire dal mese di gennaio 2025, BMW ha anticipato che le auto diesel saranno consegnate ai concessionari con un pieno di HVO 100.
Questo gasolio innovativo è realizzato a partire da oli di scarto e ha la capacità di ridurre fino al 90% le emissioni di CO2 in atmosfera rispetto al diesel tradizionale. L'introduzione dell'HVO 100 è un passo significativo verso la riduzione dell'impronta carbonica dei veicoli diesel, offrendo ai clienti un'opzione più ecologica senza richiedere modifiche sostanziali ai motori esistenti. Questa strategia rafforza la visione di BMW di una diversificazione che tenga conto delle diverse esigenze del mercato e delle possibilità offerte dalle nuove tecnologie dei carburanti.
L'Architettura Modulare dei Nuovi Motori BMW Efficient Dynamics
In occasione degli Innovation Days 2016, BMW Group ha annunciato l’arrivo di nuovi motori nella sua gamma di vetture a marchio BMW Efficient Dynamics, segnando un'ulteriore evoluzione nell'ingegneria dei propulsori. Anche queste nuove unità di propulsione si basano su un sistema modulare di costruzione di motori, un approccio che consente di applicare principi uniformi, un'architettura comune e l'utilizzo di componenti identici tra diverse configurazioni di motori.
La standardizzazione interessa in particolare il principio fondamentale del motore in linea, caratterizzato da un basamento in alluminio con posizione uniforme dei lati di aspirazione e di scarico. La camera di combustione presenta un volume del singolo cilindro di circa 500 centimetri cubi, un valore ottimizzato per l'efficienza e la potenza. Anche la posizione delle catene della distribuzione e dei vari gruppi secondari è stata standardizzata, contribuendo a semplificare la produzione e la manutenzione.
Innovazioni nei Motori a Benzina BMW TwinPower Turbo
Nei motori a benzina, la tecnologia BMW TwinPower Turbo è una combinazione sofisticata di diverse soluzioni: il sistema di sovralimentazione, l'iniezione diretta di carburante, il comando variabile della corsa delle valvole di aspirazione (VALVETRONIC) e la regolazione continua dei tempi di apertura delle valvole di aspirazione e di scarico (Doppio VANOS). Nell'ambito degli interventi di rivisitazione della famiglia di motori, il sistema di sovralimentazione è stato ulteriormente perfezionato, integrando un turbocompressore nel collettore di scarico. Questa configurazione consente di utilizzare una grossa parte della fluidodinamica dei gas di scarico ricircolanti, migliorando l'efficienza complessiva. Il collettore di scarico e il turbocompressore sono entrambi integrati nella testata cilindri, una soluzione che riduce le perdite di calore e ottimizza la risposta del turbocompressore.
Gli iniettori, posizionati centralmente tra le valvole, sono alimentati da una nuova pompa del carburante e da un sistema di condotti modificato, e funzioneranno in futuro a una pressione massima elevata a 350 bar. L'incremento della pressione di iniezione favorisce una migliore polverizzazione del carburante, con conseguente combustione più efficiente e riduzione delle emissioni. La nuova pompa del liquido di raffreddamento è dotata di uscite separate per il passaggio del liquido di raffreddamento intorno alla testata cilindri e al blocco motore, una modifica che aumenta notevolmente l'efficienza della gestione termica del motore. Gli alberi di equilibratura, infine, compensano le vibrazioni che si formano durante la trasmissione di potenza all’albero motore, contribuendo a un maggiore comfort acustico e vibrazionale.
Ottimizzazioni nei Motori Diesel BMW TwinPower Turbo
Anche nei propulsori diesel, la tecnologia BMW TwinPower Turbo è stata oggetto di ampie ottimizzazioni. Questa tecnologia si basa su un sistema di sovralimentazione con uno o più turbocompressori e sull'iniezione diretta di carburante Common-rail. Nei motori diesel rivisitati, questi due componenti fondamentali sono stati ulteriormente affinati.
La sovralimentazione a geometria variabile dei nuovi quattro cilindri comprende una fase a bassa pressione con geometria variabile al lato di aspirazione e una fase ad alta pressione. La fase ad alta pressione del nuovo sistema di sovralimentazione è completamente integrata nel collettore di scarico. La gestione dei turbocompressori è estremamente precisa, grazie a una valvola di regolazione principale, definita valvola wastegate, e a un bypass del compressore, entrambi ad azionamento pneumatico. Questo assicura un approvvigionamento costante e preciso di aria compressa alle camere di combustione, dosata con la massima precisione in base alla richiesta di carico e alla situazione di guida.
Questo principio, realizzato nei nuovi motori diesel a quattro cilindri come sistema monofase e nei propulsori diesel a tre cilindri come sistema bifase, assicura una riduzione particolarmente ampia delle emissioni di ossidi di azoto (NOX). I nuovi motori tre cilindri diesel dispongono inoltre di un modulo ricircolo dei gas di scarico a bassa pressione. Questo modulo, anch'esso dotato di sistema di raffreddamento, assorbe i gas di scarico che hanno già passato il filtro antiparticolato diesel e sono quindi esenti da particelle di fuliggine, convogliandoli nel condotto dell'aria filtrata. Questo processo contribuisce ulteriormente alla riduzione delle emissioni.
La versione attuale degli iniettori è equipaggiata con sensori rivisitati che permettono di dosare il carburante da iniettare con particolare precisione. In presenza di iniezioni multiple, è possibile ridurre gli intervalli tra le singole iniezioni di una fase, ottimizzando il processo di combustione. La polverizzazione più fine del carburante, risultante dall'ulteriore aumento della pressione massima d'iniezione (che nei sistemi d'iniezione dei motori a tre cilindri con tecnologia Efficient Dynamics raggiungerà un valore massimo di 2.200 bar), consente di realizzare una combustione particolarmente pulita con residui ridotti nei gas di scarico.
Nuovi Processi di Lavorazione per i Basamenti in Alluminio
Per migliorare ulteriormente l'efficienza e la durata dei motori, in futuro, sia nella produzione dei motori a tre che a quattro cilindri con basamenti in alluminio, le canne cilindri con rivestimento ottenuto con arco voltaico a filo saranno sottoposte a un nuovo processo di lavorazione. Già durante l'assemblaggio della testata cilindri, ma soprattutto durante l'esercizio del motore, in conseguenza a forze termiche e dinamiche, la parte superiore delle canne cilindri tende a estendersi.
Il nuovo processo produttivo, utilizzato per la prima volta per un motore di serie, tiene conto di queste deformazioni che si manifestano dopo la produzione. Per compensarle, la sezione inferiore delle canne cilindri viene leggermente allargata. La geometria desiderata si ottiene attraverso un movimento di sollevamento assiale con rotazione sovrapposta. Durante l'esercizio del motore, grazie all'allargamento nella sezione superiore, si ottiene un diametro praticamente uniforme in tutte le canne cilindri, garantendo una maggiore durata e minori attriti.
Sistemi di Post-Trattamento dei Gas di Scarico: La Tecnologia SCR
Oltre alle misure introdotte all’interno del motore, i futuri propulsori diesel a tre o quattro cilindri sono dotati di un sistema di post-trattamento dei gas di scarico particolarmente efficiente, noto come sistema SCR (Selective Catalytic Reduction). Questa forma di depurazione dei gas di scarico prevede l'aggiunta di una soluzione di urea, comunemente definita AdBlue.
La miscela urea/acqua, iniettata con la massima precisione da un modulo di dosaggio raffreddato ad acqua, si trasforma nel condotto dei gas di scarico in ammoniaca. L'ammoniaca reagisce successivamente all'interno del catalizzatore SCR con gli ossidi di azoto (NOX), trasformandoli in azoto e acqua, sostanze innocue. Il liquido AdBlue, accumulato in un contenitore separato, viene iniettato nel collettore di scarico dopo essere stato dosato con la massima precisione e senza che il guidatore se ne renda conto. Questo sistema è fondamentale per rispettare le più severe normative sulle emissioni e garantire un impatto ambientale minimo.
Il Motore BMW B57: Un Nuovo Standard per i Sei Cilindri Diesel
Il motore B57 rappresenta un'evoluzione significativa nel panorama dei propulsori diesel BMW. Si tratta di un motore a 6 cilindri da 3 litri, destinato ad affiancare e in seguito a sostituire il motore N57. Il B57 fa parte di una più ampia famiglia di nuovi motori modulari, che comprende anche unità a 3 e a 4 cilindri, sia benzina che a gasolio. Tutti questi propulsori sono accomunati dal fatto di possedere un gran numero di componenti in comune, un approccio che permette di abbattere i costi di produzione e aumentare l'efficienza dello sviluppo.
Ad esempio, un aspetto notevole è che sia il motore B57 che gli altri motori della stessa famiglia possiedono la stessa cilindrata unitaria, pari a 499 cm³. Questa standardizzazione è un esempio lampante della strategia modulare di BMW. Finora, il motore B57 è stato prodotto in tre varianti di potenza, tutte accomunate dall'alimentazione di tipo common rail.
La variante più prestante del B57 è particolarmente innovativa, poiché porta per la prima volta nella produzione di serie la sovralimentazione a ben quattro turbocompressori. Questa configurazione avanzata garantisce una straordinaria erogazione di potenza e coppia, con una risposta immediata e una fluidità di funzionamento tipica dei motori BMW di alta gamma.
Un esempio concreto di questa innovazione è il nuovo motore della BMW X3 40d xDrive. Questo propulsore sarà un ibrido con tecnologia MHEV da 48 V, capace di erogare una potenza di 303 CV e una coppia di 670 Nm. Il motore elettrico sarà integrato nella trasmissione Steptronic a otto velocità, offrendo una risposta immediata e un’elevata efficienza. La nuova BMW X3 40d xDrive viene prodotta in Sudafrica, presso lo stabilimento di Rosslyn, dove viene assemblata anche la versione ibrida plug-in X3 30e, a dimostrazione della versatilità e della capacità produttiva di BMW.