sabato 2 febbraio 2008

Motori Uniair e Multiair








Uniair. E’ il nuovo sistema di distribuzione in fase di sviluppo al Centro Ricerche Fiat: si affida a olio e a elettrovalvole per comandare la distribuzione, con l’evidente conseguenza di ridurre gli attriti e permettere riduzione di consumi e aumenti delle prestazioni. Sui motori a ciclo otto si chiamerà Uniair mentre in quelli a ciclo diesel verrà denominato Multiair.

L’innovativo sistema Multiair® consente di controllare l’aria nei motori ad accensione comandata (motori a benzina) senza dover utilizzare la tradizionale farfalla e, quindi, con un elevato grado di flessibilità rispetto ai sistemi di distribuzione meccanici.

Questa tecnologia di attuazione delle valvole elettro-idraulica si basa sull’interposizione, tra la camma e la valvola d’aspirazione motore, di un volume d’olio (camera ad alta pressione) che può essere variato attraverso l’utilizzo di una valvola controllata a sua volta da un’apposita centralina elettronica.

In questo modo il profilo di alzata della valvola può essere variato in diversi modi in funzione della richiesta d’aria del motore e del regime di funzionamento. Differenti strategie (Chiusura Anticipata della Valvola – EIVC, Apertura Posticipata della Valvola – LIVO o Multi-Lift) possono essere utilizzate per ottimizzare l’efficienza della combustione con notevoli benefici in termini di potenza, coppia, consumi ed emissioni. Un altro vantaggio di questo sistema è dato dalla pressione dell’aria a monte delle valvole che è sempre costante. Questa caratteristica, abbinata ad un’elevata dinamica di attuazione del sistema (da carico parziale a pieno carico in un ciclo motore) consentono di aumentare la risposta in coppia del motore senza alcun ritardo, sia nel caso dell’aspirato sia nel caso del motore sovralimentato, aumentando così il cosiddetto Fun-to-Drive.


Sistemi elettronici avanzati di controllo valvole (EVC) sono potenzialmente in grado di massimizzare l’efficienza di riempimento in tutto il range di giri in modo da far funzionare il motore senza farfalla e controllare dinamicamente l’aria in aspirazione.

L’approccio elettro-idraulico, seguito da CRF, ha la potenzialità di realizzare praticamente tutti i vantaggi funzionali attesi dal concetto di controllo variabile delle valvole. La robustezza di questa tecnologia di attuazione e la sua caratteristica intrinseca di “fail-safe” sono requisiti fondamentali per lo sviluppo di un sistema automobilistico affidabile e producibile in larga scala.

Il sistema elettro-idraulico sviluppato da CRF, conosciuto (in ambito Fiat) con il nome di UNIAIR, si basa sul principio idraulico noto come “lost motion”.

Il principio di funzionamento è semplice: la punteria e la valvola del motore sono collegate attraverso un volume di olio, controllato da una elettrovalvola attuata dal sistema elettronico di controllo. Mantenendo chiusa l’elettrovalvola durante la rotazione della camma la valvola motore ne segue fedelmente il profilo. Disattivandola in anticipo, la pressione dell’olio diminuisce e la valvola motore, per effetto della forza della sua molla, si chiude. L’atterraggio “morbido” della valvola sulla sede è garantito da un freno idraulico che strozza il riflusso dell’olio durante la fase finale della chiusura della valvola. Attivando in ritardo l’elettrovalvola si ha invece una apertura ritardata e con alzata ridotta della valvola. Il potenziale è tale da consentire il completo controllo del motore senza l’utilizzo della valvola a farfalla, causa di rilevanti perdite energetiche per “pompaggio”. Di importanza rilevante la possibilità di gestire le valvole in maniera puntuale, valvola per valvola, cilindro per cilindro e colpo a colpo.


Le attività di sviluppo svolte in CRF negli ultimi 10 anni hanno portato allo sviluppo di un attuatore elettro-idraulico relativamente semplice ma con elevate caratteristiche di robustezza e limitata sensitività a parametri critici per tutti i sistemi idraulici quali la variazione della viscosità dell’olio dovuta alla temperatura.
La gestione del sistema è effettuata mediante un adeguato sistema di controllo elettronico, contenente strategie “model based” evolute, in grado di elaborare i segnali di attuazione delle valvole a seconda delle richieste del guidatore.



I vantaggi su motore sono evidenti:

  • Ottimizzazione del rendimento volumetrico, e quindi delle prestazioni, su tutto il campo di funzionamento del motore.
  • Sostanziale riduzione dei consumi grazie alla eliminazione della farfalla e delle emissioni grazie al controllo diretto e sincrono dell’aria e della benzina.
  • Miglioramento della risposta in transitorio dovuta al controllo diretto dell’aria sulle valvole.

Le attività di sviluppo svolte in CRF hanno dimostrato la potenzialità di guadagno in consumo, dell’ordine del 10%.
Gli ulteriori vantaggi in termini di prestazioni e guidabilità dovrebbero favorire ulteriormente la diffusione di questa tecnologia sul mercato.


Il Sistema di controllo elettronico delle valvole UNIAIR è stata riconosciuta come la migliore innovazione europea degli ultimi anni nel settore veicolistico. Lo ha stabilito l’EUCAR (European Council for Automotive R&D) che come organo dell’Associazione Automobilistica Europea ACEA si occupa di promuovere l’innovazione del settore. Il premio è stato attribuito al Centro Ricerche Fiat che è stato project leader di un progetto di ricerca europeo che ha visto il contributo fra gli altri, di Daimler Chrysler, PSA e Magneti Marelli.

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