Fiat: debutta il rivoluzionario TwinAir, presto anche a metano e in sistemi ibridi

Debutta sulla Fiat 500 la nuova famiglia di propulsori bicilindrici di FPT – Fiat Powertrain Technologies denominata TwinAir. Si tratta di una novità assoluta nello scenario motoristico mondiale che conferma la leadership del Gruppo Fiat in questo campo. Nato grazie all’impiego delle tecnologie più avanzate,

il nuovo propulsore impiega il rivoluzionario sistema Multiair abbinato ad una fluidodinamica specifica ed ottimizzata per il massimo rendimento di combustione. Inoltre, frutto dell’estremizzazione del concetto di “downsizing” e di una sapiente messa a punto della meccanica di base, la nuova famiglia – con prestazioni comprese tra 65 CV e 105 CV – assicura un calo fino al 30% di CO2 rispetto ad un motore di pari prestazioni.

In vendita dal prossimo settembre, la 500 è il primo modello Fiat ad adottare il capostipite di questa nuova famiglia di motori: un bicilindrico Turbo da 85 CV (900 cc) che vanta il miglior livello di CO2 per un propulsore a benzina (a partire da 92 g/km con cambio robotizzato Dualogic e 95g/Km con cambio meccanico) senza penalizzare le prestazioni e la piacevolezza di guida.

Merito delle piccole dimensioni della turbina che, abbinate a strategie di gestione valvole dedicate, consentono di minimizzare i tempi di risposta nei transitori e contemporaneamente di mantenere elevati valori di potenza massima. In questo modo, pur con una cilindrata molto contenuta, il propulsore assicura ottime performance a fronte di una sensibile riduzione dei consumi: infatti, se confrontato con il 1.2 8v, il nuovo motore Turbo da 85 CV fa registrare un +23% di potenza e un +30% sull’indice di prestazione. Invece, rispetto al 1.4 16v, non solo le prestazioni del bicilindrico sono equivalenti ma i consumi scendono addirittura al 30%.

Così equipaggiato la Fiat 500 raggiunge la velocità massima di 173 km/h e accelera da 0 a 100 km/h in appena 11 secondi. A queste performance di assoluto interesse corrisponde una significativa riduzione dei consumi e delle emissioni: nel ciclo combinato si registrano rispettivamente 4,1 l/100Km e 95 g/Km (con cambio meccanico) che diventano 4,0 l/100Km e 92 g/Km con cambio robotizzato Dualogic. Inoltre, sulle Fiat 500 con Twin-air da 85 CV è disponibile il tasto ECO – posizionato sulla plancia – che permette di ridurre ulteriormente i consumi in città e garantisce una guida davvero “amica dell’ambiente”. Due le modalità di guida attivabili: Normale ed ECO.

Nel primo caso il tasto ECO è disattivato e il motopropulsore eroga la massima coppia disponibile (145Nm) garantendo brillantezza e risposta immediata per una guida quindi più “sportiva”. Anche la servo-assistenza dello sterzo è tarata appositamente e segue la modalità Normale (non è inserito il City) mentre sul quadro strumenti non compare alcuna indicazione specifica. Dunque, questa configurazione è consigliata per chi necessita di massima prontezza e vuole godere appieno della coppia motore.
Invece, con la seconda modalità (ECO) viene privilegiato l’aspetto “ecologico” del propulsore: infatti, la coppia erogata viene “tagliata” a 100 Nm a 1750 giri per garantire minimi consumi e privilegiare una guida più cittadina. Anche lo sforzo sul volante è più leggero (in automatico si entra in modalità CITY). Per attivare la funzione ECO è necessario premere il tasto specifico sulla plancia. In questo modo sul quadro di bordo comparirà la relativa dicitura ECO (nel caso di cambio robotizzato Dualogic la dicitura sul quadro sarà “E”). Inoltre, in presenza del cambio Dualogic anche la strategia di cambiata entra in modalità ECO per ottimizzare ulteriormente la riduzione consumi.

Inoltre, rispetto ad un 4 cilindri di pari prestazioni e media cilindrata, il nuovo propulsore offre una significativa riduzione di dimensioni longitudinali (-23%) e peso (-10%) aprendo così la strada ad ulteriori sviluppi, come l’alimentazione a metano o l’abbinamento con tecnologie ibride, sempre all’insegna della maggiore attenzione ambientale.

In particolare, nel prossimo futuro, sarà disponibile una versione del TwinAir a metano che garantirà un’ulteriore riduzione di emissione di CO2, merito dell’adozione di una coppia di iniettori aggiuntivi a quelli per l’alimentazione a benzina sui rami dei condotti del collettore di aspirazione. Difficilmente si potrà fare di meglio in termini di riduzione dei consumi con i motori a combustione interna e bisognerà quindi sviluppare tecnologie alternative come, tra le più promettenti, giocherà un ruolo di rilievo la combinazione di motori tradizionali con motori elettrici: per le sue dimensioni ridotte, il TwinAir ben si presta ad essere accoppiato ad un motore elettrico ed in generale ad un dispositivo che, frapposto tra motore e cambio, possa recuperare ed immagazzinare l’energia che normalmente viene dissipata durante le frenate.

Da sottolineare che sul TwinAir da 85 CV è di serie lo “Start&Stop”, il dispositivo che gestisce lo spegnimento temporaneo del motore e il suo successivo riavvio garantendo riduzione dei consumi e silenziosità nell’abitacolo nei momenti in cui il dispositivo agisce. Associato allo “Start&Stop” vi è il dispositivo Gear Shift Indicator (GSI), una vero e proprio “copilota” che suggerisce in modo discreto al guidatore di effettuare un cambio marcia, portando all’utilizzo più efficiente del propulsore in termini di consumi. Ad esempio, attraverso un’apposita indicazione sul quadro di bordo, il GSI può suggerire di innestare una marcia superiore per permettere al motore di garantire una combustione con miscela più magra e quindi meno ricca di combustibile oppure di scalare marcia per sfruttare al meglio la coppia disponibile.

Vero e proprio gioiello motoristico, dunque, il bicilindrico impiega la rivoluzionaria tecnologia Multiair sviluppata e brevettata da FPT – Fiat Powertrain Technologies che ha fatto il suo debutto lo scorso anno sui motori FIRE. Cuore del Multiair è il nuovo sistema elettro-idraulico di gestione delle valvole che permette di ridurre i consumi (grazie ad un controllo diretto dell’aria mediante le valvole di aspirazione del motore, senza l’utilizzo della farfalla) e le emissioni inquinanti (merito del controllo della combustione), oltre ad un sensibile miglioramento delle prestazioni e della guidabilità rispetto a un tradizionale motore a benzina di pari cilindrata. In sintesi, i vantaggi della tecnologia Multiair applicata ai motori benzina sono:
– un aumento della potenza massima del 10% rispetto ad un motore tradizionale di pari cilindrata;
– miglioramento della coppia a basso regime e nei transitori del 15% mediante strategie di chiusura anticipata della valvola di aspirazione, che massimizza l’aria immessa nei cilindri;
– riduzione dei consumi, e quindi di emissione di CO2, pari al 10% grazie all’eliminazione delle perdite di pompaggio e alla precisa calibrazione dei parametri che ottimizzano la combustione;
– riduzione delle emissioni inquinanti del motore grazie all’ottimizzazione delle strategie di controllo delle valvole in fase di aspirazione del motore;
– maggiore prontezza ai comandi dell’acceleratore, grazie alla pressione costante dell’aria a monte dei cilindri, abbinata al controllo estremamente rapido della valvole di aspirazione.

Inoltre, il nuovo propulsore TwinAir rappresenta l’estremizzazione del concetto di “downsizing”: l’abbinamento di un motore di cilindrata ridotta con un turbocompressore di nuova generazione al fine di ottenere prestazioni confrontabili o migliori a propulsori di cilindrata superiore, ma con consumi ed emissioni inferiori. Non solo: la presenza del turbo aumenta sensibilmente la coppia massima rendendola disponibile ad un regime di giri molto basso, con il risultato di offrire grande elasticità e una prontezza di risposta senza confronti rispetto ai tradizionali motori aspirati. Il tutto con una fondamentale semplicità costruttiva che va a beneficio della robustezza e dell’affidabilità.

Non ultimo, il nuovo motore è stato oggetto di numerosi interventi a livello di ottimizzazione e messa a punto del design. Ad esempio, l’architettura di base a due cilindri – unitamente al basso attrito degli organi interni – consente a questo bicilindrico di essere “best in class” nel panorama motoristico mondiale per quanto riguarda l’ambito “friction”. Inoltre, le simulazioni a calcolo hanno consentito sia di individuare la miglior cilindrata unitaria possibile, in termini di resa termodinamica, sia la migliore configurazione fluidodinamica per ottimizzare al massimo l’utilizzo del Multiar. Infine, l’aspetto NVH (comfort acustico-vibrazionale) è stato particolarmente curato per garantire prestazioni vibrazionali almeno equivalenti a un motore “4 cilindri” di pari prestazioni ma con una timbrica caratteristica. A tal fine è stato utilizzato un contralbero di equilibratura che mantiene ottimi livelli vibrazionali in tutte le condizioni di funzionamento del motore: dal minimo al regime di potenza massima.