Approfondimenti sulla tecnologia Multiair di Fiat Powertrain

Il Multiair, di cui vi abbiamo parlato in occasione della conferenza stampa a Ginevra, è un sistema di gestione delle valvole di aspirazione sviluppato da Fiat Powertrain che promette di rivoluzionare il rendimento dei motori endotermici rendendoli molto più potenti e ricchi di coppia e, allo stesso tempo, molto più ecologici e parsimoniosi: inizia una nuova rivoluzione motoristica diretta, da Fiat che promette di avere la stessa importanza del common-rail. Vi proponiamo quindi, con le parole di chi ha creato il sistema, una spiegazione (con qualche “aiutino” messo tra parentesi) del suo funzionamento.

La “magia” del multiair sta tutta nel sistema di controllo delle valvola di aspirazione: un piccolo pistone posto superiormente e quasi trasversalmente alle valvole, azionato da una camma meccanica, viene collegato alla valvola di aspirazione (che sbocca nella camera di combustione) mediante una camera idraulica, controllata da una valvola solenoide (una molla), normalmente aperta (cioè non in compressione).

Quando la valvola solenoide è chiusa (per il passaggio della camma che la comprime), l’olio situato nella camera idraulica si comporta come un corpo solido (perché, a prescindere dalla viscosità, i liquidi sono pressoché incompressibili) e quindi trasmette alle valvole di aspirazione la forza imposta dalla camma di aspirazione meccanica sulla valvola solenoide ( a sua volta responsabile del comportamento del pistoncino che comprime la camera idraulica)

Quando la valvola solenoide è aperta, la camera idraulica e le valvole di aspirazione sono disgiunte (perché con la molla in stato di riposo, il pistoncino non mette in pressione l’olio contenuto nella camera idraulica che aziona le valvole) e non seguono più la camma di aspirazione, chiudendosi per effetto della forza della molla. La parte finale della corsa di chiusura della valvola è controllata mediante un freno idraulico dedicato, in grado di garantire una fase di ritorno morbida e regolare, in qualsiasi condizione d’esercizio.

Controllando gli istanti di apertura e chiusura della valvola solenoide è quindi possibile regolare il sistema di alzata valvole in funzione delle necessità con conseguenti benefici sulla potenza e sulla coppia massima erogate e su consumi ed emissioni.

Quando è richiesta la massima potenza la valvola solenoide è sempre chiusa (e quindi il pistoncino compresso e, mediante l’olio della camera idraulica, la valvola completamente aperta) e segue la camma meccanica, che è stata ottimizzata (presenta un bordo attuatore allungato rispetto a quello delle camme standard) per la potenza ad alti regimi (tempi di chiusura lunghi, per la presenza della camma allungata).

Ad un basso regime di rotazione e pieno carico, la valvola solenoide si apre vicino all’estremità del profilo della camma realizzando una chiusura anticipata della valvola di aspirazione (come se funzionasse in maniera opposta): ciò elimina un riflusso indesiderato nel collettore e massimizza la massa d’aria intrappolata nei cilindri.

Nelle condizioni di carico parziale del motore, la valvola solenoide si apre anticipatamente (prima del completamento del profilo della camma meccanica) realizzando una parziale chiusura delle valvole per controllare la massa d’aria introdotta a seconda della coppia richiesta. In alternativa, è possibile ottenere un’apertura parziale delle valvole chiudendo la valvola solenoide una volta che è già partita la camma meccanica. In questo caso, il flusso d’aria in ingresso nei cilindri ha una velocità superiore e genera un livello di turbolenza particolarmente elevato all’interno dei cilindri.

È possibile abbinare queste due modalità di attuazione per uno stesso evento di aspirazione, con la modalità cosiddetta “Multilift”, che aumenta la turbolenza e la velocità di combustione a carichi e regimi molto bassi.