Introdotto nel 2010 come variante del MultiAir, il motore TwinAir è un brevetto FIAT che ha rivoluzionato la distribuzione con albero a camme; il sistema è stato applicato anche su motori di modelli Lancia e Alfa.
Nel 2002 la FIAT brevetta il motore MultiAir, un’unità di trazione con albero a camme. Debutta su motori di serie nel 2009; un anno più tardi, il marchio torinese presenta – nel corso del Salone dell’Auto di Ginevra – la versione TwinAir, che debutta sul bicilindrico da 0.9 litri offerto con la FIAT 500, inaugurando la gamma di motorizzazioni SGE (Small Gasoline Engine).
Scheda tecnica motore TwinAir FIAT
Il TwinAir, come spiega il sito ufficiale della FIAT, è “un motore altamente performante, frutto del “downsizing“, la tecnologia che riduce la cilindrata, il numero dei cilindri e le dimensioni del motore. In questo modo vengono ridotti drasticamente i consumi e le emissioni (fino al 30%) ma, grazie all’abbinamento con il turbocompressore, la potenza e le prestazioni rimangono invariate. Il downsizing è abbinato anche alla tecnologia Multiair, che permette una gestione ottimale dell’aspirazione dell’aria”.
Dal punto di vista tecnico, il motore bicilindrico TwinAir è un quattro tempi, disponibile sia in versione aspirata che sovralimentata, da 0.9 litri (875 cc di cilindrata). Viene declinato in tre tagli di potenza: 65 CV (taratura introdotta nel 2013), 85 CV (proposto anche in una versione Eco in grado di contenere consumi ed emissioni) e 105 CV. La distribuzione è a 4 valvole per cilindro, per cui il TwinAir da due cilindri ne ha solo 8; l’iniezione è elettronica e include il turbocompressore.
Come funziona il motore TwinAir
Il sistema di regolazione TwinAir agisce principalmente sulle valvole di aspirazione. La fasatura delle valvole di scarico, infatti, resta fissa. Vediamo nel dettaglio come opera il sistema nell’ambito di un propulsore bicilindrico.
Ciascun cilindro è dotato di una pompa idraulica a pistoncino alimentata dal sistema di lubrificazione del motore. Ogni pompa utilizza l’olio del motore come fluido incomprimibile e, in maniera simile al comando idraulico dei freni, trasmette il comando alle valvole di aspirazione: queste vengono chiuse con delle molle di richiamo; il procedimento viene rallentato mediante un freno idraulico.
Una valvola solenoide elettroidraulica, posta tra la pompa a pistoncino e gli attuatori elettroidraulici delle valvole, regola la pressione dell’olio. Il funzionamento della valvola solenoide viene controllato dalla centralina elettronica; scaricando in parte la pressione dell’olio, la valvola può variare la propria apertura e, di conseguenza, il diagramma di distribuzione a seconda del contesto.
In presenza di bassi regimi, l’apertura sarà minima. Le valvole di aspirazione realizzano un diagramma chiuso, ovvero si aprono in ritardo e si chiudono in anticipo. Quando invece il regime aumenta (in fase di accelerazione), il comportamento sarà diverso: alzata massima e chiusura anticipata, in modo tale da ridurre il tempo di incrocio (ovvero quando le valvole di aspirazione e scarico sono aperte) e ottimizzare il riempimento del cilindro. Nei casi intermedi interviene la modalità ‘Multilift’, ovvero la doppia apertura delle valvole, con un minimo compreso tra 0.5 e 1 millimetri e un massimo tra i 7 e i 9 mm (variabile a seconda della tipologia di motore, aspirato o sovralimentato). Pur non essendo necessario, il motore TwinAir conserva il corpo farfallato a comando elettronico per ragioni di sicurezza.
Modelli FIAT con motore 0.9 TwinAir
La FIAT ha utilizzato la tecnologia TwinAir su diversi modelli, tra il 2010 ed il 2011, sia nella versione da 85 CV che da 105 CV. Questo tipo di propulsore è stato utilizzato anche dalla Lancia e dall’Alfa Romeo. Di seguito, l’elenco completo:
- FIAT 500 L (85 CV e 105 CV)
- FIAT Panda (85 CV)
- FIAT Punto Evo (85 CV e 105 CV)
- Fiat Punto 2012 (85 CV e 105 CV)
- Lancia Ypsilon (85 CV)
- Alfa Romeo MiTo (105 CV)
- FIAT 500 (105 CV)
Il sistema MultiAir
Il sistema MultiAir è un innovativo sistema di distribuzione che utilizza un albero a camme. Lo scopo principale di questa tecnologia è quella di rendere la distribuzione con asse a camme flessibile come quella realizzata dai sistemi definiti ‘camless’.
Anzitutto è bene ricordare che la distribuzione monoalbero o bialbero prevede la presenza di un asse (il cosiddetto ‘albero’) dotato di elementi eccentrici (le camme). La rotazione dell’albero, che ruota in maniera solidale all’albero motore, fa sì che le camme, con il proprio moto rotatorio, regolino l’apertura e la chiusura delle valvole dei cilindri. La distribuzione con albero a camme è sostanzialmente ‘fissa’ nella sua applicazione standard, mentre con l’utilizzo di un variatore di fase – introdotto dall’Alfa Romeo nel 1980 – è possibile controllare in maniera più elastica l’apertura e la chiusura delle valvole. Ad ogni modo, tale sistema è funzionale solo a determinati regimi e comporta comunque uno spreco di energia, che influisce su consumi ed emissioni.
Il MultiAir, invece, è un sistema elettro-idraulico per la gestione delle valvole d’aspirazione dell’aria dei motori a benzina. Esso, secondo quanto dichiarato dalla FIAT, permette di gestire meglio il flusso d’aria nei cilindri, migliorando le prestazioni e riducendo le emissioni inquinanti. Commercializzato per la prima volta su un motore FIRE nel 2009, è stato insignito di diversi riconoscimenti: International Engine of the Year, Best New Engine 2011, Best Green Engine 2011 e Migliore della categoria tra i motori con cilindrata inferiore a 1000 cc.
Il funzionamento del sistema Multiair
A differenza di un motore con albero a camme, in cui il 10% dell’energia risulta dissipata per pompare l’aria nei cilindri, un propulsore con sistema MultiAir è in grado di ottimizzare l’apertura delle valvole a seconda della performance richiesta dal contesto di guida.
Senza utilizzare la valvola a farfalla, nel MultiAir la valvola rimane aperta, così da avere una pressione costante. La punteria (ovvero l’insieme degli organi meccanici che collegano le camme alle valvole) non trasmette direttamente il movimento di rotazione delle camme dell’asse alle valvole ma è in grado di modulare l’attuazione della trasmissione del moto. La punteria del MultiAir è composta di due parti: la prima comanda le valvole di aspirazione del motore e la seconda, che è costituita da una valvola e una pompa idraulica, si trova a contatto diretto con le camme. Quando la valvola è chiusa, il movimento della camma viene trasmesso alla seconda parte della punteria; quando, invece, la valvola è aperta, l’olio viene diretto in uno speciale condotto, così che il movimento non venga trasmesso o trasmesso soltanto in parte.
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