Lotta allo spreco. Questo 2010 è stato l anno che ha consacrato. tecnica motori ad alta efficienza

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1 Questo 2010 è stato l anno che ha consacrato il downsizing dei motori. Un nuovo modo di progettare i propulsori che potrebbe essere facilmente scambiato per una moda, sapientemente creata dagli uomini di marketing per sostenere le vendite. Ma non si tratta solo di tendenza, bensì di una necessità tecnica. Le norme Euro 5 e le future Euro 6, che prevedono cicli di omologazione sempre più severi, e il costo del petrolio, purtroppo destinato a salire e rapidamente, hanno spinto tutte le case automobilistiche ad abbracciare un vecchio adagio contadino: nulla si spreca. Il downsizing è così un evidente corsa alla riduzione dei consumi lavorando sulla cilindrata, cercando di mantenere prestazioni elevate e tutto il piacere di guida. A prima vista, tutto questo potrebbe sembrare meno impegnativo per i progettisti di quanto sia in realtà. Già negli anni 80 Fiat aveva in produzione motori piccoli ad alte prestazioni. La Uno Turbo, per esempio, montava un 1.3 e Punto, che l ha sostituita, un 1.4: grazie al turbo sviluppavano rispettivamente 105 e 133 cavalli di potenza. E una lettura superficiale dei numeri potrebbe far pensare che se oggi la Punto Evo Turbo MultiAIR sviluppa solo 135 cavalli non è che siano stati fatti grandi progressi. Ma i cavalli non sono tutto. Tornando alla sapienza contadina, ricordiamo che i campi si arano con i buoi, non con i cavalli. Come dire, la potenza nei motori è la capacità di allungo ma è la coppia cioè quel vigore che serve all auto per partire e muovere rapidamente la massa che rende più o meno guidabile una vettura. Tornando alle vecchie Fiat, la Uno nel 1985 sviluppava una coppia massima di 150 Nm a giri mentre la Punto prima serie arrivava 210 Nm a giri. Il miracolo tecnico è arrivato con l attuale versione che, grazie alla tecnolo- 14 tecnica motori ad alta efficienza Lotta allo spreco CON CARBURANTI OGNI GIORNO PIÙ COSTOSI E NORME ANTI-INQUINAMENTO SEMPRE PIÙ RESTRITTIVE, LA NUOVA TENDENZA È IL DOWNSIZING. IN ATTESA DELL AUTO ELETTRICA, I PROGETTISTI DI MOTORI A BENZINA E A GASOLIO SI SONO CONVERTITI ALLA RAZIONALITÀ. E GRAZIE A CILINDRATE CONTENUTE, TANTA ELETTRONICA E INNOVAZIONI SOFISTICATE HANNO DRASTICAMENTE RIDOTTO CONSUMI ED EMISSIONI AUTOMOBILE DICEMBRE 2010

2 di Renato Dainotto Il motore della 500 TwinAIR (a sinistra) è un bicilindrico, come quello della storica utilitaria prima versione. Ma è molto più sofisticato. Non ha alberi a camme per azionare le valvole (sopra) ma comandi elettronici. E anche la farfalla che regola l aspirazione dell aria è finita in pensione. Così calano i consumi e aumenta la potenza. 15 DICEMBRE 2010 AUTOMOBILE

3 tecnica motori ad alta efficienza 16 gia MultiAir, sviluppa 206 Nm a soli, e ribadiamo soli, giri. E se poi guardiamo alla voce consumi La Uno del peso di 845 kg percorreva mediamente 12,5 km/l. La Punto, con kg, faceva 11,8 km/l. Pochissimi se paragonati ai 17,8 km/l della Evo da kg. I numeri non mentono: downsizing non è moda ma una tecnologia preziosa per risparmiare. E così, l anno che si avvia a conclusione ha visto nascere un motore che estremizza il concetto di risparmio energetico. Il TwinAIR della Fiat, che già oggi equipaggia la 500 ma che sarà anche il perno della gamma della prossima Fiat Panda, il cui debutto è previsto nel corso del Si tratta di un bicilindrico con cilindrata contenuta a 875 cc, ma con una potenza di 85 cavalli e una coppia di 145 Nm a soli giri erogati grazie al turbo e alla tecnologia MultiAIR che riempe meglio le camere di combustione, riducendo gli sprechi di benzina. E senza mortificare il piacere di guida, che anzi è superiore a quello delle altre unità a benzina a quattro cilindri e paragonabile, per fruibilità della spinta, a quello della versione diesel più potente. Non per niente AUTOMOBILE DICEMBRE 2010 questo propulsore già al debutto ha vinto il premio Technobest, assegnato da una giuria di giornalisti internazionale. Sempre in casa Fiat, si è distinto un altro motore: l 1.4 turbo da 170 cavalli che equipaggia le Alfa Romeo MiTo e Giulietta. Talmente sofisticato da essersi meritato anch esso un premio: l ambito Engine of the Year (motore dell anno). Ma non è solo Fiat a essersi buttata in questa scelta tecnologica. Anche il Gruppo Volkswagen è fortemente impegnato. Il recentissimo lancio della nuova gamma Passat vede protagonista del listino il motore 1.4 a benzina (122 CV e 150 CV): nonostante le dimensioni si punta su una piccola cilindrata per offrire il massimo risparmio. Mentre sulla Golf e sulla Touran viene persino proposto un 1.2 a benzina sovralimentato con 105 cavalli. Soltanto cinque anni fa era impensabile una monovolume come la Touran dotata di un motore da utilitaria. Il concetto di non sprecare, quindi, non coinvolge solo le minicar. E da qui il vero downsizing, ovvero equipaggiare auto grandi con piccoli motori. Non bisogna stupirsi se in futuro vedremo berline sempre più grandi spinte da propulsori di piccola cilidrata. Vetture come l Alfa Romeo 159 o la Bmw serie 3 potrebbero essere offerte con unità 1.4: incredibile, fino a qualche anno fa non si scendeva sotto i due litri per avere prestazioni accettabili. E tutti i costruttori stanno sterzando in questa direzione, dai generalisti come Renault e Opel ai marchi di lusso tedeschi. Nel 2010, però, altri dispositivi utili per perseguire questo risultato si sono diffusi a macchia d olio sia sulle vetture a benzina sia su quelle diesel. Uno di questi è il sistema Start&Stop, diventato ormai dotazione standard di utilitarie e berline. Si tratta di un congegno che spegne il motore nelle soste (come al semaforo rosso) e lo riaccende automaticamente prima di ripartire. Il funzionamento è abbastanza semplice. Alla centralina arrivano parecchie informazioni che vengono usate per far entrare in azione il dispositivo. Velocità dell auto, temperatura del motore e dell aria, azionamento della frizione e posizione del cambio permettono di rilevare quando l auto è ferma in folle, come

4 Da sempre Fiat crede nel piccolo... grande cuore Noi italiani abbiamo tanti difetti. Uno di questi è puntare il dito sulla produzione industriale nazionale. Ci viene più facile fare gli esterofili. E se non bastasse, spesso dimentichiamo le buone cose inventate. Eppure, di innovazioni tecniche ne facciamo tante... Alla Fiat va il merito di aver progettato l iniezione common-rail che ha rivoluzionato i motori turbodiesel, ma anche di aver sempre creduto nel downsizing. È infatti dai tempi della Fiat Uno (anni 80) che la casa torinese lavora su un piccolo quattro cilindri dalle grandi prestazioni. Da quando lanciò la Uno Turbo, la sportiva della gamma, con motore 1.3 sovralimentato, che poi divenne un 1.4 sulla Punto. E oggi che il dowsizing è la normalità, non c è da stupirsi se al top della gamma della Punto Evo c è ancora un motore a benzina 1.4 turbocompresso. Sportivo ma anche molto parsimonioso e pulito, grazie alla tecnologia MultiAIR. Ha da poco debuttato in concessionaria la nuova Opel Astra Sport Tourer. La gamma prevede un ampio ventaglio di motori tra cui spiccano i due 1.4 turbo a benzina da 120 e 140 CV, figli della nuova filosofia del downsizing. quando si aspetta che il semaforo passi dal rosso al verde. In questa situazione il motore si spegne ma in maniera diversa da quando si gira la chiave nel piantone. Ammutolisce, ma resta predisposto a un rapido riavvio, con le valvole in fase e l iniezione carica. Così, non appena il guidatore preme la frizione per innestare la marcia, il propulsore riparte da solo (con il cambio automatico, quando si rilascia il freno). Se il tutto è ben regolato, il ri FIAT PUNTO EVO CV 1999 PUNTO HGT CV Dalla Uno Turbo alla attuale Punto Evo, sono passati 25 anni e quattro generazioni di utilitarie. Tranne che per la Punto seconda serie (dal 1999 al 2006), la casa si è sempre affidata a piccoli motori turbocompressi per realizzare le versioni più spinte e pepate UNO TURBO CV 1993 PUNTO TURBO CV 17 DICEMBRE 2010 AUTOMOBILE

5 tecnica motori ad alta efficienza La Toyota Auris HSD è una vettura ibrida, dotata di due motori (uno elettrico e uno a benzina) che lavorano in maniera sinergica. Il ciclo di combustione Atkinson ha permesso ai tecnici giapponesi di ridurre gli sprechi di carburante, a tutto vantaggio della resa chilometrica. sparmio energetico e il taglio delle emissioni sono tutt altro che trascurabili, soprattutto in condizioni di traffico intenso e irregolare. Un altro compagno di viaggio, sempre più presente nelle nostre auto, è l indicatore di cambiata. Una spia che segnala al guidatore il momento migliore per cambiare marcia, sempre nell ottica di risparmiare carburante e ridurre le emissioni inquinanti. In pratica, la cen- 18 tralina del motore tiene sotto controllo la velocità, la marcia inserita, la pendenza della strada e l uso dell acceleratore da parte del guidatore. E, in base a tutti questi parametri, segnala al guidatore quando è meglio passare al rapporto superiore o a quello inferiore. Nascosta nel vano motore c è un altra innovazione importante, l alternatore con recupero di energia. Questo dispositivo nato decine di AUTOMOBILE DICEMBRE 2010

6 anni fa serve a produrre l energia elettrica usata dall auto. Eroga corrente alternata, cioè sviluppa la tensione che serve in base al consumo istantaneo. Ma finora lo ha fatto sottraendo energia al motore attraverso un cinghia dentata. Ora non più, grazie agli alternatori con recupero di energia che si attivano solo nelle fasi passive, come le decelerazioni, quando il pilota rilascia l acceleratore o sta frenando. Per generare corrente, quindi, viene utilizzata l inerzia della vettura, cioè energia che andrebbe persa e che non pesa su consumi ed emissioni. Sulle Bmw il sistema funziona molto bene e viene chiamato efficient dynamic : coinvolge anche altri dispositivi che normalmente sottraggono energia al motore (e fanno aumentare i consumi) come la pompa del servosterzo e il climatizzatore. E veniamo ai giapponesi, che si distinguono sempre per scegliere strade tecniche molto difficili, spesso in azioni solitarie. Come la Toyota, che sulla Prius e sulla Auris Ibride e sulla Lexus CT200H ha adottato un motore con ciclo di combustione Atkinson. Si tratta di un normale motore a benzina a quattro tempi, che però utilizza un sistema sfalsato tra le fasi di compressione e di espansione dei gas di scarico: cosa che permette di ridurre gli sprechi di benzina senza perdere efficienza. E i risultati sono interessanti. La Mazda sta sviluppando un sistema simile denominato ciclo Miller, in cui si sfrutta lo stesso principio di differenziare le fasi di compressione e di espansione, ma agendo in maniera diversa sul motore. Se nel ciclo Atkinson si ricorre a uno speciale manovellismo delle bielle, nel Miller si agisce solo sull apertura delle valvole. Il ciclo Miller e quello Atkinson per diventare convenienti, però, richiedono cilindrate elevate, superiori 1,8 litri. Una strada, quindi, completamente opposta a quella tutta europea del downsizing. Insomma, nel Paese del Sol Levante si lavora sulla qualità della combustione senza miniaturizzare. Una vera stranezza per un popolo che dei bonsai ha fatto un arte unica al mondo. In queste pagine abbiamo riassunto tanta tecnologia che abbiamo visto diventare di uso comune in questo 2010, tutta orientata all efficienza energetica. In un decennio che probabilmente verrà ricordato come l inizio di un era di transito: quella della lotta agli sprechi in attesa di nuove fonti di energia, sostenibili e a basso costo. Tanti sforzi, dunque, aspettando auto alimentate e mosse da energia e motori non convenzionali. Stiamo parlando della trazione elettrica, che sarà probabilmente la scelta obbligata per costruttori e consumatori. Ma in attesa che le auto ad emissioni zero prendano possesso delle città non resta che continuare nella strada appena tracciata. Il miglior modo per non sprecare è spegnere la fonte del consumo quando non serve. Così funziona il dispositivo Start&Stop, che nelle soste ammutolisce in automatico il motore per riavviarlo non appena il guidatore accenna a ripartire. E quando è ferma, l auto non inquina e non consuma. Utile nelle attese al semaforo o quando la marcia è a singhiozzo, il congegno può essere disinserito con un pulsante (foto a destra). Il dispositivo Start&Stop è più sofisticato di quanto si possa immaginare. Provvede a spegnere e riaccendere il motore, ma garantisce anche la sicurezza e l affidabilità dell auto. Per questo si disinserisce automaticamente se viene aperta la porta sinistra (come quando il guidatore scende dall auto: sarebbe un guaio se la vettura si riavviasse senza controllo) o se la batteria inizia a dare segnali di bassa tensione. 19 DICEMBRE 2010 AUTOMOBILE