Fiat Twinair: breve analisi tecnica del nuovo motore

Una Fiat 500 a 2 cilindri: anni '60? No, primo decennio del XXI secolo. In casa Fiat si è infatti ritornati ad un binomio che ha fatto faville qualche decennio fa ma occorre tener bene in mente che la sua riproposizione è totalmente diversa.

La 500 di oggi è infatti una citycar moderna e "stilosa", molto lontana dalla sua spartana progenitrice, e anche il motore Twinair, meso a punto in Fiat Powertrain, non ha niente in comune – a parte lo schema tecnico - con il propulsore del dopoguerra. La disposizione dei cilindri è la stessa, sono infatti paralleli, ma tutto il resto è cambiato radicalmente.

La cilindrata, per esempio, è salita a 900 cc per ottenere, insieme alla presenza del turbocompressore, una potenza consona al peso di una vettura moderna. Il propulsore viene declinato in una versione aspirata da 65 CV e due sovralimentate da 105 e 85 CV, quest'ultima la prima ad essere disponibile.

Il frazionamento bicilindrico, oltre a ridurre gli attriti interni, gli ingombri ed il peso del propulsore, permette poi di ottenere, per la singola camera di scoppio, un volume di circa 450 cc, abbastanza grande da non incorrere in uno sfavorevole rapporto superficie\volume e non così elevato da generare difficoltà di riempimento e accensione.

La distribuzione, a 4 valvole per cilindro, è a singolo albero a camme in testa e adotta l'innovativo schema Fiat Multiair, che permette di variare a piacere l'alzata e la fase delle valvole di aspirazione. Il movimento di queste ultime è generato da pistoncini idraulici (6), alimentati dallo stesso olio che lubrifica il motore.

Il Multiair usa un sistema meccano-idraulico a controllo elettronico di azionamento delle valvole

La pressione necessaria viene creata da un terzo pistoncino (4), questa volta con funzioni di pompa, azionato dalla corrispondente camma (2) dell'albero della distribuzione (1) tramite un bilanciere a rullino (3).

il flusso di olio viene modulata da una valvola (5), controllata elettronicamente, interposta fra il pistoncino-pompa e quelli che muovono le valvole. Se l'elettrovalvola rimane sempre chiusa (nel senso che tutto l'olio messo in pressione dal pistoncino (3) la può attraversare per giungere ai pistoncini sulle valvole) allora il moto delle valvole ricalcherà il profilo della camma di comando.

Aprendola più o meno – e scaricando così parzialmente la pressione dell'olio - si potrà intervenire a piacere sul diagramma della distribuzione, variando sia l'alzata sia la fase.

Il sistema Multiair dà un grande libertà nel definire il movimento delle valvole di aspirazione

Questa flessibilità ha il primo, macroscopico risvolto nell'eliminazione della farfalla, organo presente nel collettore di aspirazione di tutti i motori a ciclo Otto e la cui presenza permette di modulare la potenza erogata dal motore.

La sua azione di "ostruzione" introduce però delle perdite dato che essa riduce, soprattutto quando è quasi chiusa, lo spazio a disposizione per il passaggio dell'aria e costringe il motore a “faticare” per aspirare l'aria stessa (questo fenomeno è chiamato perdita di pompaggio).

In assenza di farfalla per limitare la potenza si può usare un'alzata normale per le valvole chiudendole però rapidamente, in modo da limitare il volume della carica gassosa in ingresso senza “strozzare” l'aspirazione. Il controllo elettronico permette l'implementazione di molti diagrammi di distribuzione, compresi quelli a aperture multiple nella stessa fase di aspirazione.

La dotazione tecnica del Twinair Fiat prevede poi un controalbero di equilibratura, soluzione molto presente nel campo delle 2 ruote, la cui massa eccentrica permette di riportare le vibrazioni del motore bicilindrico a livello di quelle di un 4 cilindri.

Le vibrazioni del motore bicilindrico vengono efficacemente assorbite dall'albero con massa eccentrica colorato in azzurro

A limitare il livello delle vibrazioni e del rumore concorre anche la coppa dell'olio, fusa in alluminio invece che costruita in lamiera. Il comando della distribuzione, a catena Morse, è un altro elemento di sapore motociclistico perché è abbastanza diffuso in quel settore.

Tutt'altro che spinto è il regime di potenza massima, limitato a soli 5500 giri/min grazie all'impiego del turbocompressore; quest'ultimo, unito al sistema Multiair, permette poi di ottenere la coppia massima a regimi da diesel: i 1.900 giri dichiarati sono infatti un valore molto basso per un motore dalla cilindrata così ridotta.

La compattezza trasversale permetterà poi la facile creazione di versioni ibride, il cui motore elettrico sarà abbinato all'annunciato cambio a doppia frizione che è un downsizing dell'unità montata sulle Alfa Romeo Giulietta.

Questa immagine, oltre ad evidenziare la compattezza del Twinair, individua il controalbero antivibrazioni ed il turbocompressore

L'albero della distribuzione è azionato da una catena silenziosa di tipo Morse

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