e-Hybrid: "La vendetta di Mr. Miller"

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Dopo essere rimasto per decenni ai margini dell'industria automobilistica, il ciclo Miller sta tornando con forza nell'era elettrificata dell'automobilismo, . Ma quali sono i segreti di questo speciale design che sembra adattarsi perfettamente ai motori elettrici, portando l'efficienza dei sistemi ibridi a nuovi livelli?  

 

La tecnologia ibrida è una fase di transizione nel passaggio dell'automobilismo dall'era dei motori a combustione interna al movimento puramente elettrico. La ricerca della massima efficienza con la combinazione di motori termici ed elettrici ha portato alla ribalta idee particolarmente interessanti, che offrono ottimi benefici agli automobilisti, ma anche all'ambiente. Un esempio più recente è la presentazione del nuovo sistema ibrido a 48V utilizzato dai modelli FIAT, Alfa Romeo e Jeep, riportando a standard moderni un'idea innovativa dell'americano Ralph Miller.

 

Esattamente 65 anni fa, il 24 dicembre 1957, l'ingegnere americano Ralph Miller depositava il brevetto numero 2.817.322. La sua idea era una proposta per ottimizzare le prestazioni dei motori a combustione interna funzionanti a ciclo Otto, che il tedesco Nicolaus August Otto aveva già scoperto nei primi anni 1860. Il principio di base era abbastanza semplice poiché Miller cercava di massimizzare l'efficienza aumentando il rapporto tra il lavoro prodotto dal motore durante la fase di espansione dei gas di scarico e l'energia necessaria per comprimere la miscela. Il modo per raggiungere questo obiettivo era ritardare la chiusura della valvola di aspirazione durante la fase di compressione. Il concetto ricordava abbastanza il ciclo Atkinson, che è una scelta preferita dei sistemi ibridi, ma nel caso di Miller, l'aggiunta di sistemi di sovralimentazione all'equazione ha consentito un aumento significativo della potenza con un consumo vicino ai livelli del motore diesel. Allo stesso tempo, l'idea di Miller ha permesso di aumentare il rapporto di compressione e l'efficienza complessiva senza il timore di fenomeni di preaccensione, difficilmente affrontabili con efficacia prima dello sviluppo dei sistemi di gestione elettronica. Lo svantaggio invece dell'idea dell'americano è il basso rendimento ai bassi regimi, che per molti anni ha limitato l'utilizzo del ciclo Miller principalmente ad applicazioni non automobilistiche.

 

La vita ha i suoi alti e bassi...

L'imposizione di sistemi ibridi come soluzione per ridurre significativamente le emissioni delle auto, combinata con sistemi avanzati di gestione elettronica del motore, ha permesso agli ingegneri di liberare la loro creatività e riportare alla ribalta nuove soluzioni. "Mr. Miller's Revenge" è ormai un dato di fatto, con questo nome dimenticato che fa un enfatico ritorno ai propulsori ibridi. Grazie al motore elettrico che con l'erogazione diretta della coppia supporta il lavoro del motore termico, il ciclo Miller turbocompresso nell'era ibrida offre alta efficienza, risposta immediata e flessibilità in un campo di operatività estremamente ampio. E tutto questo con consumi estremamente ridotti e, di conseguenza, basse emissioni di CO 2si avvicinano agli equivalenti delle auto diesel. Tipico è l'esempio del set 1.5T Hybrid 130cv funzionante su ciclo Miller ed utilizzato da FIAT (500X e Tipo) e Jeep (Renegade e Compass), dove le prestazioni e le prestazioni sono equivalenti al precedente set 1.3T 150cv. I dati sono ancora più impressionanti per quanto riguarda i consumi, con le ibride 500X e Tipo che consumano meno carburante anche rispetto alle corrispondenti versioni diesel (1.6MTJ 130 CV).

 

La massima efficienza del motore a benzina è in gran parte dovuta al funzionamento del motore termico nel ciclo Miller, che è stato ottimizzato con una serie di ulteriori opzioni tecniche che migliorano ulteriormente le prestazioni termodinamiche, come il sistema di iniezione diretta ad altissima pressione da 350 bar e l'altrettanto elevato per il tipo di motore (Turbo benzina) rapporto di compressione (12,5:1). L'impressionante rapporto di compressione è un'altra caratteristica del ciclo Miller, dove in tempi moderni sembra funzionare idealmente sia con turbocompressori classici (Turbo) sia con quelli che utilizzano un sistema a geometria variabile, come ad esempio nel caso dell'Alfa Romeo 160 Hybrid VGT ( Geometria Variabile Turbo).

 

I vantaggi del ciclo Miller sono completati nel caso del sistema e-Hybrid dal potente motore elettrico da 20 CV integrato nel cambio automatico, che, oltre a poter guidare in maniera puramente elettrica, elimina anche lo svantaggio di questo particolare ciclo a bassi regimi, completando idealmente "Mr Miller's Revenge".