Articoli | 01 Maggio 2002 | Autore: Romano Biolchini e Giancarlo Bernardi

Operazione GPL sequenziale

La gestione elettronica dell'alimentazione a GPL consente una riduzione dei consumi e un conseguente calo delle emissioni nocive. Con l'alimentazione in modo sequenziale fasata si possono ottenere apprezzabili miglioramenti anche sulle prestazioni.

Per saperne di più su questo argomento ci siamo recati a Cherasco, in provincia di Cuneo, dove sorgono gli stabilimenti della M.T.M. S.r.l. che, tramite il marchio registrato "BRC Gas Equipment", è tra le aziende leader a livello mondiale nel settore della costruzione di componenti GPL e metano per autotrazione. La fondazione della BRC (Bogetti Romano - Cherasco) risale al 1962 grazie all'inventiva e alle capacità dell'omonimo fondatore, che riuscì a sviluppare l'azienda fino a ottenere risultati oggi riconosciuti a livello internazionale.
Nell'anno 1977, Mariano e Piero Costamagna costituiscono la M.T.M. (Meccanica Tecnica Moderna), una piccola officina artigianale, che dopo un paio di anni si insedia nella zona industriale di Cherasco, per la produzione di componenti per impianti GPL e metano destinati ai motori a ciclo Otto.
Nell'anno 1992 la M.T.M. acquisisce il prestigioso marchio BRC e ha così inizio la produzione dei primi sistemi di alimentazione a gas per veicoli catalizzati, ovvero il lambda gas di cui, in quell'anno, vennero commercializzati circa 150.000 kit. Dopo la nascita del Flying Injection, primo sistema in serie a iniezione in fase gassosa di GPL e metano (35.000 kit all'anno), l'azienda acquisisce la certificazione ISO 9001. Nell'anno 2000 viene aperto uno stabilimento a Buenos Aires e all'inizio del 2002 viene sviluppato e commercializzato il nuovo sistema di iniezione in fase gassosa multipoint denominato Flying Sequential, che è appunto il tema del nostro servizio.
Gli uffici commerciali, le unità produttive e i centri di ricerca e di sviluppo sono situati nei tre stabilimenti di Cherasco in un'area coperta di 30.000 m2 all'interno dei quali lavorano circa 300 persone. Fra i prodotti ad alta tecnologia sviluppati dalla M.T.M. spiccano i sistemi a iniezione di GPL e metano in fase gassosa denominati Flying Injection e Flying Sequential, quest'ultimo più semplicemente definito "Sequent".
Dai tempi degli impianti a GPL, costituiti da riduttori di pressione di grandi dimensioni e da un solo punto di alimentazione diretta nel collettore di aspirazione, grazie alla gestione elettronica degli impianti, sono stati fatti progressi molto importanti volti soprattutto a migliorarne l'efficienza e a ridurre le emissioni nocive allo scarico.

IL GPL (Gas di Petrolio Liquefatti)
I principali componenti del GPL sono il butano e il propano. Al primo viene riconosciuto un alto potere calorifico e al secondo un alto numero di ottani. Entrambi sono prodotti del processo di raffinazione del petrolio oppure ottenuti per condensazione del gas naturale. Tra le principali caratteristiche del GPL emergono le proprietà antidetonanti, che ne consentono l'impiego anche su motori a ciclo Otto con elevato rapporto di compressione. Il potere calorifico del GPL non è paragonabile a quello della benzina conseguentemente, a parità di potenza erogata, il suo consumo, nella peggiore delle ipotesi, aumenta di circa il 20 per cento. Questo dipende molto anche dalle condizioni e dalle caratteristiche originali del motore. In compenso però, considerata la sua migliore miscibilità con l'aria di alimentazione, ne risulta una combustione più completa. In generale, le prestazioni dei motori alimentati a GPL potrebbero subire un calo di circa il 10 per cento, ma per azzerare questo valore è sufficiente avere a disposizione un motore perfettamente efficiente e ben curato nella messa a punto.
Essendo il GPL più pesante dell'aria tende a ristagnare nell'ambiente, per questa ragione, in Italia, è vietato parcheggiare al chiuso le auto alimentate con questo tipo di carburante. Grazie soprattutto all'evoluzione dei nuovi impianti a gestione elettronica, che assicurano maggiori garanzie di sicurezza, le norme relative al parcheggio di queste vetture nei garage sotterranei sono attualmente in fase di verifica.
In seguito all'introduzione del regolamento 67R01 sono state definite con prot.1671/4102 del 22.05.01 le norme per l'installazione sui veicoli degli impianti a GPL. I collaudatori degli Ispettorati Provinciali della Motorizzazione controllano, su tutti i veicoli, che i vari componenti siano stati installati secondo le norme e verificano le varie tenute dell'impianto sottoponendole a una pressione idraulica di 45 bar, molto più elevata di quella normale di esercizio. I serbatoi del GPL, sia quelli cilindrici sia quelli toroidali, sono realizzati con lamiere sovradimensionate, trattate chimicamente per evitare eventuali fessurazioni in caso di sinistro. Durante le prove di crash-test è stato dimostrato che i serbatoi mantengono inalterata la propria forma anche in caso di tamponamento. Prove ufficiali hanno dimostrato che, sia in caso di ribaltamento sia in caso di urto posteriore, gli impianti a gas sono attualmente più sicuri di quelli a benzina tradizionali.

L'alimentazione sequenziale
Il sistema BRC con alimentazione multipoint sequenziale è basato su una serie di elettroiniettori aggiuntivi, tanti quanti sono i cilindri, già testati da costruttori automobilistici, che non sono montati direttamente sul collettore di ammissione, ma su un "rail" che ricorda il "common rail" dei motori Diesel dell'ultima generazione.

Come funziona
Il controllo della ricchezza del carburante è gestito dalla centralina originaria della benzina anche durante il funzionamento a gas, così che il sistema di iniezione gassosa ha il solo compito di tradurre il comando inviato agli elettroiniettori originali in un equivalente comando agli iniettori a gas, mantenendo inalterata la compatibilità OBD. In questo modo tutta la diagnosi effettuata dalla centralina originale per il funzionamento a benzina viene preservata e continua a funzionare anche quando il motore viene alimentato a gas. E' intuibile che con l'alimentazione a gas vengono automaticamente esclusi gli elettroiniettori a benzina. Per chi non ha dimestichezza con le sigle precisiamo che l'OBD (On Board Diagnostics), cioè diagnostica di bordo, ha il compito di monitorare l'impianto di controllo delle emissioni, avvisando il conducente di eventuali malfunzionamenti e dell'efficacia del catalizzatore attraverso l'accensione di una spia sul cruscotto. Per questa funzione è però richiesta la presenza di una seconda sonda lambda, posta non più a monte, ma a valle della marmitta catalitica. L'OBD prevede la presenza di un'interfaccia standard che consente all'autoriparatore l'accesso alla sua memoria. Precisiamo ancora che sulle vetture a benzina Euro 3 ed Euro 4 l'OBD subisce una piccola modifica e viene quindi riconosciuto con la sigla EOBD.
Ritornando all'impianto a GPL occorre sottolineare che il funzionamento di serie del sistema assicura che le strategie originali utilizzate dalla casa automobilistica, come per esempio il controllo del fuori giri, del cut off e delle emissioni, vengano ricopiate interamente quando il motore funziona a gas. La mappa di traduzione dei tempi di iniezione di benzina in iniezione a gas e vincolata dal regime di rotazione del motore e dalla pressione assoluta nel collettore di aspirazione e viene variata automaticamente da una strategia autoadattativa, che insegue sia l'eventuale deterioramento del sistema a gas, sia quello del sistema a benzina. In caso di guasto di un componente dell'impianto di alimentazione originale del veicolo, la centralina della benzina sarà sempre in grado di diagnosticarlo regolarmente, mentre in caso di guasto di un componente dell'impianto GPL, la centralina gas, dopo averlo individuato, commuterà automaticamente il passaggio da gas a benzina, garantendo così l'integrità del catalizzatore. La commutazione automatica a benzina verrà segnalata all'istante al conducente attraverso un avvisatore acustico o con opportuni segnali luminosi. Per evitare pericolosi ammanchi al sistema di alimentazione, specialmente se l'auto si trova in fase di sorpasso, quando il gas viene a mancare si verifica la commutazione automatica a benzina. Questa caratteristica evita distrazioni da parte del conducente, che viene avvisato del cambio di alimentazione tramite i segnali indicati in precedenza.
E' interessante osservare che con l'impianto "Sequent" della BRC nei passaggi da gas a benzina e viceversa non si avverte alcun calo di potenza, né urti, né pause, caratteristica negativa degli impianti della passata produzione. Questa particolarità è stata ottenuta grazie all'interruzione graduale dell'alimentazione degli elettroiniettori che non avviene simultaneamente, ma invertendo il tipo di alimentazione su un elettroiniettore per volta. In questo modo, durante la commutazione, per un brevissimo lasso di tempo, un certo numero di cilindri funziona a gas e gli altri a benzina.

La multivalvola europa
E' un elemento di sicurezza costituito da un corpo principale ricavato mediante stampaggio a caldo dell'ottone, vincolato alla ghiera del serbatoio mediante 6 viti. La tenuta stagna tra serbatoio e multivalvola è realizzata tramite una guarnizione che può presentarsi nella classica versione piana oppure nella versione O-Ring, a seconda della geometria della ghiera su cui viene montata. La multivalvola Europa integra nel medesimo corpo i seguenti accessori fissati al serbatoio:
- valvola di arresto al raggiungimento dell'80 per cento della capacità del serbatoio;
- valvola di sicurezza di non ritorno;
- indicatore di livello del gas;
- valvola di sicurezza alla sovrapressione;
- dispositivo di sicurezza alla sovrapressione;
- valvola controllata a distanza (elettrovalvola) con valvola limitatrice del flusso.
La multivalvola BRC Europa è disponibile sia per l'utilizzo con serbatoi cilindrici, con inclinazione di montaggio a 0°, 30°, 90°, sia per l'impiego su serbatoi toroidali.
Questi ultimi possono trovare applicazione sia nel vano ruota di scorta interno del veicolo, con ghiera interna a 30° o esterna a 0°, sia nel vano della ruota di scorta esterno con ghiera esterna a 0°.

I costi dell'impianto
Grazie al suo basso costo, il gas a uso autotrazione (GPL e metano) è il carburante più economico sul mercato e permette un rapido ammortamento del costo d'installazione anche con percorrenze annuali non eccessivamente elevate. Occorre sottolineare, inoltre, che nel mercato delle auto d'occasione le vetture equipaggiate con impianto a gas, se perfettamente funzionanti, usufruiscono di una valutazione superiore.
Il costo della trasformazione a GPL o a metano varia in base al tipo di veicolo da equipaggiare (carburatore, iniezione, e turbo). Sul prezzo dell'impianto incide anche la tipologia di componenti installati, come per esempio il tipo di serbatoio (cilindrico o toroidale) o il sistema di controllo della carburazione che, sulle moderne automobili, è la parte più importante dell'impianto.
Gli incentivi
Anche per il 2002 sono ripresi gli incentivi per i privati cittadini che acquistano un'auto di nuova immatricolazione funzionante a gas (413,17 euro) e per chi trasforma a gas la propria auto a benzina che, alla data del collaudo, risulti immatricolata per la prima volta da meno di un anno (309,87 euro). Gli sconti vengono rilasciati direttamente dagli installatori.
Grazie al decreto del 22 dicembre 2000 pubblicato sulla G.U. n° 81 del 6 aprile 2001, sono a disposizione incentivi per la trasformazione a GPL o a metano di autovetture non catalizzate, intestate a privato cittadino, immatricolate fra gli anni 1988 e 1992, in regola con le revisioni periodiche e con il bollino blu.
Il proprietario del veicolo deve essere residente in un "comune avente diritto" (circa 60 in tutta Italia) e il veicolo dovrà essere trasformato presso "officina autorizzata agli incentivi" situata anche in altro comune. Anche in questo caso lo sconto viene rilasciato direttamente dall'installatore.
L'alimentazione a GPL non è più soltanto un mezzo per evitare i costi della benzina, ma soprattutto è diventato un metodo di locomozione più pulito, che deve essere maggiormente incentivato se si ha veramente la volontà di rispettare l'ambiente e salvaguardare la salute pubblica.

Photogallery