Il traguardo ingegneristico di oltre 400 miglia orarie raggiunto da JCB.

Il JCB Hydromax ha raggiunto l'impressionante velocità massima di 367 mph (599 km/h) durante una prova ad alta velocità alla Speed Week 2026 presso le Bonneville Salt Flats, nello Utah nord-occidentale. Meno di una settimana dopo, l'11 agosto, i suoi due motori a combustione a idrogeno da 800 CV lo hanno spinto a sfrecciare attraverso le distese desertiche a una velocità media di 406,320 mph (653 km/h), polverizzando il precedente record di velocità su terra di 185,5 mph (298 km/h) stabilito dalla BMW H2R a idrogeno nel 2004.

I motori utilizzati nell'Hydromax sono basati sui motori di serie che alimentano la terna JCB 3CX a idrogeno. (Foto: Becky Schultz)

L'Hydromax ha inoltre superato agevolmente il record mondiale di velocità su terra per veicoli diesel di 350,092 mph (563 km/h) stabilito dal suo predecessore, il Dieselmax, nell'agosto del 2006.

Il record mondiale di velocità su terra con partenza da fermo, categoria A, gruppo XIV - classe 7 FIA World Flying Record, sanzionato dalla Fédération Internationale de l'Automobile (FIA), è il culmine di oltre un anno di pianificazione da parte di un team di 65 persone, composto da 25 ingegneri JCB e da specialisti di Prodrive, Ricardo, Xtrac e Ryze Power, il fornitore di idrogeno. A questo team era stato affidato il compito dal presidente di JCB, Anthony Bamford, di dare vita alla sua visione.

“Il JCB Dieselmax è sempre stato un'idea un po' insolita, ma ha dimostrato la sua validità. Montare un motore avanzato su un'auto da record di velocità su terra ha mostrato al mondo di cosa fosse capace, in un modo che una scavatrice non avrebbe mai potuto fare”, ha affermato Bamford, presente al tentativo di record insieme a gran parte della sua famiglia. “Lo stesso ragionamento vale oggi per l'idrogeno. Se si vuole davvero ridurre le emissioni, bisogna prendere sul serio anche l'idrogeno, e un progetto di record di velocità su terra è il modo perfetto per dimostrarlo”.

Ryan Ballard, direttore dell'ingegneria di JCB e responsabile del progetto Hydromax, aveva elaborato un piano che prevedeva 72 settimane di completamento. Invece, il team ha avuto a disposizione solo 50 settimane, dall'inizio alla fine, continuando a svolgere il proprio lavoro quotidiano: un risultato ancora più straordinario.

Portare i motori alla velocità di regime

Motore a combustione a idrogeno da 4,8 litri e 74 CV di JCB, destinato alla produzione di serie. (Foto: JCB)

Hydromax ha attraversato la linea di produzione alimentato da motori basati sui motori a combustione a idrogeno di serie di JCB. I motori di produzione standard, che hanno ottenuto l'omologazione UE per la vendita commerciale nel 2025, sono prodotti nello stabilimento dell'azienda a Foston, nel Derbyshire, Regno Unito, per essere utilizzati in macchine edili come la terna 3CX alimentata a idrogeno.

Il motore a combustione a idrogeno a quattro cilindri in linea da 4,8 litri è il risultato di cinque anni di lavoro e di un investimento di 100 milioni di sterline (135 milioni di dollari) nello sviluppo di motori a idrogeno. Con una potenza nominale di 74 CV (55 kW) a 2.200 giri/min e una coppia di 325 lb-ft, il motore è progettato per eguagliare le prestazioni e le caratteristiche di coppia del suo equivalente diesel, raggiungendo al contempo un'efficienza termica leggermente superiore.

La coppa dell'olio, il basamento, il blocco motore, la testata, il collettore di aspirazione e il coperchio delle punterie sono condivisi con il motore di base, consentendo la produzione di motori a idrogeno sulle stesse linee di produzione dei motori diesel. Nella variante a idrogeno, l'iniezione di carburante nel collettore di aspirazione avviene a una pressione di circa 145 psi (10 bar) prima che l'idrogeno si misceli con l'aria ed entri nella camera di combustione.

I due motori dell'Hydromax sono stati modificati per consentirne il montaggio laterale all'interno della carrozzeria stretta del veicolo, lunga 32 piedi (circa 9,75 metri). (Foto: JCB)

Portare i motori Hydromax letteralmente a velocità elevate ha significato per il team di progettazione trovare il modo di produrre una potenza dieci volte superiore a quella del modello precedente. Sono state necessarie modifiche significative, tra cui l'aumento del regime di rotazione del motore da circa 2.200 giri/minuto, come previsto per le applicazioni su macchine edili, a quasi 4.000 giri/minuto nel prototipo ad alte prestazioni. Anche la coppia erogata è stata quadruplicata rispetto al motore di serie.

Per raggiungere questo obiettivo, il sistema di distribuzione ad aste e bilancieri utilizzato sul motore di serie è stato sostituito da un sistema a doppio albero a camme in testa. Mark Richards, ingegnere capo di JCB Excavators, ha affermato che la modifica ha garantito una precisione molto maggiore nella fasatura delle valvole ad alti regimi del motore e ha ridotto la flessione del sistema.

Anche il sistema di alimentazione del carburante è cambiato radicalmente. Anziché l'iniezione nel condotto di aspirazione, i motori da competizione utilizzano l'iniezione diretta, con pressioni nel rail del carburante aumentate da circa 145 psi a circa 725 psi (50 bar). L'iniezione di idrogeno direttamente nella camera di combustione consente di erogare una quantità di carburante significativamente maggiore nel tempo limitato disponibile ai regimi del motore più elevati.

Inoltre, JCB ha ridotto il peso del motore, migliorato i sistemi di raffreddamento e lubrificazione e adottato un design a carter secco per consentire il montaggio dei motori in posizione laterale all'interno della carrozzeria stretta del veicolo, lunga 32 piedi.

"Il sistema a carter secco è comune nelle auto da corsa. Significa che l'olio non si agita durante le curve ad alta velocità ed è sempre disponibile per essere aspirato", ha osservato Richards. "Sulla vettura da corsa, abbiamo una pompa di aspirazione dell'olio, la pompa di recupero, che pompa quel litro d'olio al secondo intorno a ciascun motore, permettendoci di mantenere il motore lubrificato anche quando gira su un fianco."

Questa configurazione abbassa il baricentro del veicolo garantendo al contempo un'alimentazione costante dell'olio anche in condizioni operative estreme.

Sebbene ci siano stati cambiamenti sostanziali, alcuni elementi sono rimasti familiari. Richards ha affermato che l'albero motore utilizzato nel motore da competizione è lo stesso che si trova nei motori diesel e a idrogeno di serie della JCB. Anche il lavoro di fluidodinamica computazionale originariamente svolto durante lo sviluppo del motore da 74 CV è stato trasferito al programma di gara.

Funzionamento a freddo

Mantenere in vita i componenti meccanici si è rivelata una sfida ingegneristica fondamentale. I soli pistoni richiedono 1 litro di olio di raffreddamento al secondo – un flusso d'olio pari a quello di tutto il resto del motore messo insieme – per evitare il surriscaldamento.

Per ovviare a questo problema, JCB ha sviluppato un sistema di raffreddamento a ghiaccio, in cui l'aria in uscita dal turbocompressore a circa 200 °C (392 °F) viene raffreddata a meno di 10 °C (50 °F) prima di entrare nel collettore di aspirazione. La maggiore densità dell'aria più fredda ha contribuito a massimizzare la potenza erogata, ha spiegato Richards.

Invece di utilizzare le prese d'aria di raffreddamento sulla vettura, per raffreddare il motore e altri componenti del sottoscocca vengono impiegati serbatoi pieni di ghiaccio. Un serbatoio è posizionato all'interno della struttura anteriore dell'auto, mentre l'altro si trova nella gobba della carrozzeria dietro il pilota. Per ogni prova, erano necessari circa 250 kg di ghiaccio, e i serbatoi venivano svuotati e riempiti nuovamente ogni volta.

Un team di 65 persone, tra cui 25 ingegneri JCB, ha lavorato nel proprio tempo libero per portare a termine la realizzazione del veicolo. (Foto: JCB)

Una tecnologia di valvole di scarico appositamente sviluppata gestisce le temperature generate dal motore da 800 CV. Ogni turbocompressore in titanio ruota a oltre 150.000 giri al minuto a quasi 300 °C (572 °F), pompando l'equivalente di una vasca da bagno standard d'aria ogni mezzo secondo.

A causa della grande quantità di acqua coinvolta, sia per il raffreddamento che come sottoprodotto dei gas di scarico, JCB ha coinvolto un chimico nel team di sviluppo del motore fin dalle prime fasi del progetto, al fine di creare un olio motore speciale che, secondo il comandante Andy Green OBE, pilota dell'Hydromax e anche del Dieselmax originale, "assorbe l'acqua come una spugna".

"Letteralmente fin dall'inizio del riscaldamento del motore, tutta quell'acqua viene aspirata e si emulsiona nell'olio – è l'unico olio di cui io abbia mai sentito parlare in grado di fare ciò – per poi evaporare di nuovo", ha affermato. "Questo è solo un piccolo esempio degli aspetti scientifici e tecnologici specialistici che rendono questo risultato finale così impressionante, sia per il settore edile e per JCB, sia per il mondo delle corse automobilistiche con un'auto a idrogeno da 640 km/h."

20 anni di progresso

Per trasmettere la potenza alle ruote, i motori a combustione a idrogeno azionavano tutte e quattro le ruote tramite un sistema a doppia trasmissione e frizione: un notevole passo avanti rispetto al progetto Dieselmax. Hydromax aggiunge inoltre un sofisticato sistema di aspirazione con un turbocompressore monostadio derivato dalle competizioni, per far fronte all'alta quota del Bonneville Salt Flats.

"Il DNA del Dieselmax è stato ereditato dall'Hydromax", ha commentato Green. "Ma con 20 anni di tecnologia in più e una comprensione molto più approfondita da parte del team di ciò che stavano cercando di realizzare... il risultato è semplicemente più sofisticato."

Sezione trasversale del meccanismo interno del JCB Hydromax. (Foto: JCB)

Nell'Hydromax, i due motori sono disposti lateralmente all'interno del telaio, con la testata del motore anteriore a sinistra del telaio e la trasmissione alle ruote anteriori tramite un cambio frontale. Il motore posteriore, situato dietro il guidatore, ha la testata a destra del telaio e aziona le ruote posteriori tramite un cambio posto dietro di esso.

Fondamentalmente, era necessario bilanciare i motori in termini di potenza. Per raggiungere questo obiettivo, sono alimentati da condotti di tipo NACA sulla carrozzeria, creando una soluzione a minore resistenza aerodinamica. Secondo JCB, questo design aggiornato ha portato a una riduzione del 4% della resistenza aerodinamica rispetto al Dieselmax.

Le ruote sono azionate da trasmissioni sequenziali a sei velocità personalizzate di Xtrac, con cambi di marcia fluidi e a controllo elettronico. Al posto dei differenziali convenzionali, sono utilizzati differenziali a bloccaggio totale sia sull'asse anteriore che su quello posteriore. Le frizioni utilizzate su entrambi i cambi provengono da una terna JCB, poiché le frizioni da competizione non erano in grado di sopportare i carichi richiesti.

Come ha sottolineato Green, "20 anni in più di tecnologia hanno permesso un monitoraggio e un controllo molto più efficienti di tutti i sistemi tramite computer e sensori, rendendo più facile capire cosa stesse succedendo e controllarlo. Nel complesso, era un'auto più facile da guidare sotto molti aspetti, ma che massimizzava anche le prestazioni..."

Punti chiave dell'esperienza con Hydromax

Tom Beamish, responsabile dello sviluppo di progetti avanzati di JCB, ha affermato che l'azienda si aspetta che il progetto Hydromax migliori lo sviluppo delle sue macchine edili alimentate a idrogeno.

JCB ha già reso disponibile sul mercato la terna 3CX, alimentata da un motore a combustione a idrogeno da 74 CV, e il generatore a idrogeno G60RS H, che funziona in combinazione con il pacco batterie trifase dell'azienda.

"Impariamo sempre qualcosa di nuovo quando facciamo qualcosa del genere", ha detto Beamish. "Prendiamo ad esempio il trattore più veloce del mondo: abbiamo sviluppato sistemi di turbocompressione estremamente sofisticati. Quegli stessi sistemi di turbocompressione sono stati poi utilizzati come base per sviluppare i motori a idrogeno per la produzione in serie."

"Quindi, ci aspettiamo che da questo progetto ingegneristico in corso, potremo trarre numerosi spunti utili da applicare alla nostra prossima generazione di apparecchiature a idrogeno."

Ballard ha affermato che JCB ha già un "grande potenziale" nei suoi prodotti per l'edilizia, progettati per funzionare praticamente 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e rimanere "ultra affidabili giorno dopo giorno". Ma ci sono opportunità per ulteriori miglioramenti.

Il raggiungimento del record mondiale di velocità su terra aveva lo scopo di dimostrare la validità della tecnologia di combustione dell'idrogeno. (Foto: JCB)

"Se riusciamo ad avere una telemetria e un monitoraggio di bordo più avanzati, in grado di ottimizzare costantemente le nostre macchine e garantire tempi di attività più lunghi, un consumo di carburante inferiore e prestazioni superiori, credo che saranno proprio aspetti come questi a farci davvero guadagnare da questa esperienza", ha affermato. "Stiamo prendendo tecnologie all'avanguardia dal motorsport e ora ci chiediamo: 'Come possiamo applicarle alle nostre macchine?'"

Rivolgendosi ai presenti alle Bonneville Salt Flats per celebrare il record di velocità, il presidente Bamford ha affermato che progetti come Hydromax dimostrano ciò che l'ingegneria può realizzare, nonché il potenziale della tecnologia di combustione dell'idrogeno.

"Credo che si sia troppo frettolosi nel dare il necrologio al motore a combustione interna", ha affermato. "Da tempo ci viene detto che il motore a combustione interna è giunto alla fine del suo ciclo vitale... Ebbene, ho una notizia per voi: non è così. I motori a combustione interna alimentati a idrogeno possono rappresentare una delle soluzioni più importanti del futuro, in particolare per i macchinari pesanti..."

"Non si tratta di una tecnologia che rimane confinata in un laboratorio", ha continuato. "Alla base di questa tecnologia c'è un motore e principi ingegneristici che conosciamo bene e che utilizziamo quotidianamente nelle macchine edili di tutto il mondo."

"Si tratta di una tecnologia concreta e applicabile a livello globale, già commercializzata", ha aggiunto Green, scrutando il paesaggio desolato e di un bianco accecante. "E noi ci troviamo in un luogo ideale – il banco di prova più impegnativo al mondo per le automobili, le saline di Bonneville – per dimostrare quanto sia valida questa tecnologia."