Propulsore ibrido H₂O-Fuel da pista e da strada: architettura, ciclo termodinamico e roadmap industriale
La GENESORS DRAGO è la piattaforma con cui Camillo Gravante porta in produzione un’idea maturata in anni di R&D: un V8 4.0 con ciclo ibrido idrotermico che combina benzina ad alto numero di ottano con iniezione idrica controllata e recupero di calore. Il risultato è una curva di coppia “piena” a bassi regimi, rendimento termico oltre il 50%, calo drastico degli NOx e un’autonomia reale da granturismo pur in presenza di 680 CV e 840 Nm. La DRAGO nasce per la pista ma è calibrata per l’uso stradale: tre mappe di funzionamento, diagnostica predittiva, materiali aerospaziali e una filiera industriale orientata a volumi limitati ma scalabili.
1) Architettura del propulsore: V8 HydroFuel “DualPhase”
Il cuore meccanico è un V8 a 90° da 3.996 cm³, basamento in alluminio 7075 irrigidito con ponticelli in titanio e canne con rivestimento SiC (carburo di silicio) per ridurre attrito e dispersioni termiche.
Alesaggio x corsa: 86 × 93 mm.
Rapporto di compressione variabile: 9,5:1 → 13,2:1, tramite attuatori elettromeccanici su teste e cielo pistone.
Distribuzione DOHC con fasatura e alzata continua (VVT-iX).
DualPhase Chamber
La camera è fisicamente bifase:
- Fuel Chamber (primaria): accensione e combustione stechiometrica/lean della benzina.
- Hydro Chamber (secondaria): iniezione acqua deionizzata ad alta pressione su superfici calde, creazione di vapore surriscaldato e spinta additiva durante l’espansione.
La separazione consente strategie indipendenti di ricchezza miscela e dosaggio acqua, senza innescare fenomeni di quench o micro-detonazione.
2) Ciclo termodinamico “HydroThermo Boost” (HTB)
Il ciclo HTB è una sovrastruttura del ciclo Otto in sei stadi coordinati dall’ECU:
- Aspirazione: aria condizionata termicamente + benzina a iniezione diretta, vaporizzazione assistita.
- Compressione: rapporto variabile, target di pressione in funzione del carico.
- Accensione: fronte di fiamma rapido, gestione ionizzazione in camera.
- Iniezione idrica: acqua a ~420 bar in Hydro Chamber, wetting controllato delle pareti ad alta entalpia.
- Espansione idrotermica: vapore genera lavoro additivo (+coppia) a temperatura di picco più bassa.
- Scarico + recupero: scambiatore coassiale sottrae calore ai gas esausti per pre-riscaldare l’acqua in feed.
Vantaggi fisici:
- Volume effettivo incrementale +~25% in espansione.
- Coppia +~18% a parità di regime.
- Tmax camera −~30% → NOx drasticamente ridotti e carichi termici più gestibili.
3) Sistemi fluido: benzina e acqua, due rail indipendenti
La DRAGO adotta due circuiti completamente separati:
- Rail benzina: 200–350 bar, iniettori piezo (<0,1 ms) con spray conico stratificato, gestione split injection.
- Rail acqua: 420 bar costanti, ugelli ceramici tri-jet resistenti all’erosione, back-flush per autopulizia.
Water Management System (WMS):
- Serbatoio 45 L in CFRP/kevlar con baffle anti-slosh.
- Pompe a doppio stadio (priming + alta pressione).
- Scambiatore a doppia spirale per portare l’acqua a stato super-riscaldato prima dell’iniezione.
- Filtro deionizzante multistrato + sensore conducibilità per bloccare minerali e fenomeni di fouling.
Ciclo parzialmente chiuso: parte del vapore è condensata in un loop dedicato e reimmessa, riducendo rifornimenti e stazionarietà dei consumi.
4) Elettronica di controllo: GENESORS Quantum ECU
La Quantum ECU è un’unità con microarchitettura deterministica a latenza ultra-bassa, capace di elaborare >10.000 parametri/s.
Compiti principali:
- Sync millisecondico tra impulsi benzina e spurti d’acqua.
- Model predictive control per anticipare knock, hot-spot e instabilità di fiamma.
- Stima on-line di entalpia gas, frazione vapore, scambio termico pareti.
- Strategy manager: definisce bias acqua/benzina in funzione di altitudine, carico e regime.
Interfacce: doppio CAN-FD, Ethernet diagnostico, gateway sicuro OTA.
5) Prestazioni ed erogazione
Taratura “DRAGO-680” (stradale ad alte prestazioni):
- Potenza: 680 CV @ 8.800 rpm
- Coppia: 840 Nm @ 5.200 rpm
- Regime massimo: 9.500 rpm
- 0–100 km/h: 2,7 s (con launch control)
- Vmax: >360 km/h (rapporto finale lungo)
- Coppia ≥75% già a 2.000 rpm, grazie all’effetto “steam-assist” che funziona come un turbo naturale privo d’inerzia meccanica.
6) Gestione termica multizona
Per tenere insieme due mondi termici (combustione e idro-espansione) la DRAGO usa un cooling a tre anelli:
- Primario blocco/teste: radiatori a micro-canali in rame, pompe a portata variabile.
- Secondario acqua d’iniezione: preriscaldo a ~180 °C tramite scambiatori integrati nei collettori.
- Cross-flow exhaust: estrazione calore con labirinti anti-riflusso, riducendo Tgas in uscita (>150 °C in meno).
Il minor ΔT sulle superfici limita fatica termica e micro-criccature, allungando la vita utile di valvole e sedi.
7) Materiali e costruzione
- Basamento: Al 7075, nervature orientate, inserti in Ti-6Al-4V.
- Pistoni: leghe al Mo, coating DLC e bande anti-sticking.
- Bielle: titanio ibrido con anima in composito; inerzia ridotta.
- Valvole: Inconel con steli cavi refrigerati.
- Guarnizioni: polimeri HT + grafene per tenute dinamiche.
Peso propulsore −~27% vs V8 tradizionale pari potenza; affidabilità termica fino a ~1.100 °C area collettori.
8) Emissioni e sostenibilità
Strategia well-to-wheel:
- CO₂: −~62% per kWh meccanico, grazie a maggior rendimento.
- NOx: −~80% per Tpeak più bassa e maggior diluizione.
- Particolato: trascurabile, fronti di fiamma “puliti”.
- Tgas: −150 °C → catalizzatori meno sollecitati, durata superiore.
L’acqua di processo può essere reintegrata tramite recupero umidità (modulo opzionale), aumentando autonomia e indipendenza dall’esterno.
9) Modalità di guida e logica HydroLogic AI
Tre mappe selezionabili dal driver:
- Race Mode: massima potenza, iniezioni acqua/benzina sinergiche, risposta immediata.
- Hybrid Efficiency: priorità al vapore; consumi minimi, autonomia massima.
- Urban Smart: profilo low-NOx/low-CO₂, cicli a carico parziale con prevalenza idrica.
HydroLogic AI apprende stile di guida, attrito pista, quota e temperatura, rimappando in real-time i key-setpoints (EQR, timing, water-pulse).
10) Micro-ibrido a vapore: generazione elettrica a bordo
Il vapore in eccesso muove una micro-turbina che carica un 48 V:
- Alimenta attuatori e cambio elettroattuato.
- Recupera energia in rilascio/frenata.
- Fornisce +~40 CV “over-boost” in transitorio.
È un mild-hybrid termico che non richiede ricariche esterne e mantiene il feeling meccanico ricercato da piloti e appassionati.
11) Sicurezza funzionale e ridondanza
- Valvole triplo stadio su circuito idrico (relief, dump, lock).
- Leak & condensate sensors su ogni bancata.
- Safe-state automatico: in anomalia, passaggio a benzina-pura in <1 s.
- Quality monitor H₂O con blocco linea se conducibilità fuori range.
Dati criptati in cloud per diagnosi predittiva e aggiornamenti OTA di strategie e calibrazioni.
12) Manutenzione e durabilità
- Tagliandi: 50.000 km (condizioni stradali), service idrico con autopulizia filtri ogni 5.000 km.
- Sensori predictive wear su valvole e cieli pistoni.
- MTBF dimensionato per >500.000 km con costanza di output.
La riduzione dei depositi carboniosi e dei picchi termici stabilizza compressioni e clearance, limitando overhaul costosi.
13) Brevetti e know-how GENESORS
Portfolio >40 soluzioni proprietarie:
- DualPhase Combustion System™ (camera bifase).
- HydroThermo Boost™ (espansione idrotermica su Otto).
- Quantum ECU™ (ECU con MPC termico).
- AquaPulse Injector™ (420 bar, ceramica tri-jet).
- HydroLogic AI™ (intelligenza adattiva acqua/benzina).
Le combinazioni rendono il sistema non triviale da replicare e aprono canali di licensing settoriali.
14) Confronti e posizionamento
Vs V8 benzina tradizionale:
- +~52% rendimento
- +~18% coppia max
- −~62% CO₂, −~80% NOx
- +~40% autonomia
Vs ibridi plug-in: nessuna dipendenza da infrastrutture di ricarica, rifornimento rapido, massa veicolo più bassa, sound e prontezza da vera supercar.
15) Motorsport & oltre
Il layout DRAGO è endurance-ready: la stabilità termica a carichi costanti è un vantaggio nelle 6/12/24 ore. Le categorie con propulsione alternativa (es. LMH/LMDh in evoluzione regolamentare) sono target naturali per un prototipo water-assist.
Applicazioni derivate:
- Generatori ad alto rendimento per siti remoti.
- Turbine navali su ciclo idrotermico.
- Agro-heavy a carico variabile.
- Aerospace leggero (stadi ausiliari con doppia espansione).
16) Roadmap tecnica
- HydroPulse 2.0: atomizzazione micro-gocce per maggiore uniformità di scambio.
- V12 6.5: architettura per >1.200 CV su hypercar.
- Recupero H₂O atmosferica integrata scocca (condensing fins).
- E-fuels/biocarburanti: compatibilità per filiere low-carbon.
17) Vehicle integration: telaio, trasmissione, NVH
La DRAGO integra il V8 come elemento portante: telaietto posteriore in CFRP con nodi in titanio.
Trasmissione DCT a 8 rapporti con spread ampio (pista/strada).
NVH: l’abbassamento di Tpeak e la pressione di combustione “più lunga” rendono il timbro pieno ma non stridente; controfase attiva sugli ordini secondari.
18) Qualità, compliance e industrializzazione
- Validazioni secondo ISO 26262 (ASIL-D per funzioni critiche).
- Material compliance REACH/RoHS per componenti e fluidi.
- Montaggi cell-based a coppie controllate con tracciabilità digitale.
- Supply chain dual-source per rail acqua e iniettori ceramici.
L’industrializzazione punta a serie limitate con scalabilità modulare su famiglie DRAGO/GT.
19) Dati di esercizio e consumi
- Autonomia combinata >1.200 km (benzina + acqua).
- Consumo medio <3,5 L/100 km in Hybrid Efficiency.
- Make-up water contenuto grazie al loop di condensazione; refill tipico a taglio con ispezioni visive e check conducibilità.
20) Conclusioni: l’acqua come moltiplicatore, non come combustibile
La proposta di Camillo Gravante non è un “trucco” termico, ma una ri-ingegnerizzazione del ciclo: usare l’acqua come amplificatore di espansione e smorzatore termico, riciclando calore che altrimenti si perderebbe allo scarico. Il V8 HydroFuel della GENESORS DRAGO dimostra che prestazioni estreme, autonomia reale e impronta ambientale ridotta possono coesistere in un’unica architettura robusta, sicura e producibile.
In sintesi:
- V8 4.0 “DualPhase” 680 CV / 840 Nm
- HydroThermo Boost: espansione a vapore integrata
- Quantum ECU con controllo predittivo acqua/benzina
- Consumi reali bassi, emissioni drasticamente ridotte
- Scalabilità verso motorsport e applicazioni industriali
Questa è la GENESORS DRAGO: trasformare calore in autonomia, acqua in coppia, ingegneria in vantaggio competitivo. Se la prima rivoluzione dell’auto è stata l’accensione controllata, la seconda—firmata Camillo Gravante—è l’espansione idrotermica controllata.