Disattivazione dei cilindri
La disattivazione dei cilindri è un sistema adottato sui motori per risparmiare carburante e contenere emissioni. Scopriamo come funziona per Audi, Alfa Romeo, Bmw, Ford, Lamborghini, Mazda, Volkswagen
Disattivazione dei cilindri? Oggi è realtà: si tratta di un sistema che esclude il funzionamento di alcuni cilindri (1 o più) del motore quando non è richiesta la massima potenza ed è utilizzato per contenere i consumi e le emissioni ma al contempo con prestazioni apprezzabili. L’utilizzo della disattivazione dei cilindri tecnologia è richiesta oggi in ottica di risparmio a 360° per via dell’aumento dei prezzi del carburante e l’introduzione di normative anti – inquinamento sempre più severe.
Disattivazioni cilindri come funziona
La disattivazione dei cilindri è uno dei sistemi ideati per raggiungere questi obiettivi, ovvero il taglio dell’alimentazione e il blocco dell’apertura delle valvole di uno o più cilindri nelle situazioni dove la richiesta di potenza è bassa e le perdite di pompaggio sono più elevate: il piccolo angolo di apertura della valvola a farfalla lascia una ridotta sezione di passaggio all’aria aspirata, provocando perdite di carico.
Quando vengono attivati solo alcuni cilindri, la valvola a farfalla viene mantenuta completamente aperta, riducendo drasticamente le suddette perdite. I propulsori di questo tipo, denominati anche “modulari”, sono stati proposti per la prima volta all’inizio degli anni ’80 (altro periodo nel quale il risparmio energetico era un’esigenza particolarmente sentita).
VANTAGGI – La Disattivazione dei cilindri offre numerosi vantaggi tra cui il miglioramento dell’efficienza e la riduzione dei consumi, parallalelamente a contenimento delle emissioni.
La disattivazione dei cilindri come viene utilizzata oggi
L’esponenziale aumento della potenza di calcolo dell’elettronica di bordo negli ultimi trent’anni ha permesso ai costruttori di equipaggiare i propri modelli di serie con propulsori a cilindri disattivabili. Tali sistemi hanno cominciato a diffondersi, per forza di cose, a partire dai modelli di alta gamma.
Ricordiamo infatti l’ACC (Active Cylinder Control) Mercedes, presente nei 5.000 V8 e nei 6.000 V12 della Casa tedesca dal 1999. In questo caso delle speciali punterie tenevano chiuse le valvole di metà dei cilindri. Confrontiamo le soluzioni più recenti.
Video che spiega la disattivazione dei cilindri
Alfa Romeo come funziona la disattivazione cilindri
La particolare architettura del potente 6 cilindri a V di 90° che equipaggia la Giulia e la Stelvio – versioni Quadrifoglio – consente di sfruttare il motore come un doppio tricilindrico, disattivando la bancata di destra in condizioni di basso carico.
La disattivazione di tre cilindri avviene sfruttando le punterie idrauliche che, quando vengono sbloccate, possono scorrere rispetto allo stelo delle valvole, mantenendole chiuse. L’attivazione è idraulica, con un complesso sistema di valvole per il controllo del flusso dell’olio, ricavate in parte nella fusione della testata. In questa fase sono anche chiusi i condotti di lubrificazione della turbina destra, ovviamente inattiva in questa configurazione di funzionamento.
Disattivazione cilindri per Audi e Volkswagen
Le Case del Gruppo Volkswagen, Audi e VW utilizzano rispettivamente i sistemi COD (Cylinder On Demand) e ACT (Active Cylinder Management Technology) che, al di là della sigla, sono molto simili: nell’albero a camme, accanto ad ogni eccentrico, è presente un profilo cilindrico.
La disattivazione dei cilindri avviene tramite un sistema idraulico che fa traslare in senso assiale l’albero a camme. In questo modo le punterie a rullo non stanno più a contatto con le camme ma con i profili cilindrici che, non presentando eccentricità, non sono in grado con il loro moto di aprire le valvole.
Ford disattivazione dei cilindri
Dal 2014 il propulsore Ecoboost a 3 cilindri è disponibile con sistema di disattivazione di un cilindro, sviluppato con il fornitore tedesco Schaeffler.
Il motore monta speciali bilancieri in due pezzi, quando vengono attivati dal sistema idraulico di controllo, sbloccano il supporto mobile della punteria a rullo, che “assorbe” con la sua molla il movimento dell’eccentrico, mantenendo chiusa la valvola. Il componente, infatti, viene chiamato “punteria a rullo collassabile”. L’attivazione avviene in soli 14 millisecondi.
Mazda disattivazione dei cilindri
Il propulsore Skyactiv-G1+ di 2.5 litri a benzina Mazda è dotato di un nuovo sistema di disattivazione dei cilindri che permette significativi miglioramenti nel consumo di carburante. Questo risultato è ottenuto attraverso un meccanismo di commutazione nel sistema di recupero del gioco delle punterie idrauliche del primo e del quarto cilindro.
Quando tutti e quattro i cilindri sono in funzione, queste fanno da perno per i bilancieri che azionano le valvole di aspirazione e scarico. Per disattivare i cilindri, il sistema idraulico rimuove un blocco sulle punterie, che acquisiscono un grado di libertà assiale. In questa configurazione il moto trasmesso dagli eccentrici fa abbassare le punterie e, quindi, le valvole rimangono chiuse.
Video Mazda disattivazione cilindri motore Skyactiv-G
Lamborghini disattivazione cilindri
I sistemi di disattivazione dei cilindri si possono trovare anche nelle supersportive, in quanto permettono ai costruttori di rientrare nei limiti delle emissioni imposti dalle normative.
Lamborghini monta sulla Aventador il CDS (Cylinder Deactivation System) già dal 2013. Il poderoso V12 di Sant’Agata Bolognese, ai bassi regimi, diventa un 6 cilindri in linea.
La disattivazione dei cilindri Alfa Romeo Alfetta
Uno dei primi e più importanti esempi di queste particolari unità motrici fu installato nell‘Alfa Romeo “Alfetta” modulare del 1981, prodotta inizialmente in 10 esemplari adibiti a taxi (in servizio nella città di Milano), nell’ambito di un progetto portato avanti dalla Casa del Biscione e dalla CEE (come allora veniva chiamata la UE).
La classica berlina sportiva era dotata del mitico 4 cilindri bialbero in versione 2 litri (1.962 cm³): il motore, quando veniva richiesta poca potenza, passava al funzionamento a 2 cilindri, disattivando l’iniezione elettronica in 2 dei 4 cilindri.
Il sistema era gestito dalla centralina C.E.M. sviluppata direttamente dai tecnici Alfa Romeo, che faceva partire il propulsore normalmente a 4 cilindri e solo dopo il raggiungimento della temperatura di esercizio procedeva ad attivare la modularità, disattivando alternativamente o i 2 cilindri centrali o quelli estremi.
Il passaggio al pieno funzionamento avveniva quando la richiesta di potenza superava all’incirca i 30 CV. Il funzionamento del motore era monitorato da sensori che misuravano l’angolo della farfalla, la temperatura dell’aria, dell’acqua e dell’olio nonché la fasatura e il numero di giri del propulsore.
La sperimentazione venne successivamente estesa allestendo altre 1.000 vetture. Nello stesso anno fu presentato il modulare V8 da 6 litri Cadillac che funzionava a 4, 6 o 8 cilindri, disattivando le valvole con un sistema a solenoidi. Dai dati di funzionamento raccolti dalla Casa americana si evinceva che, nelle normali condizioni di utilizzo quotidiano, il motore alimentava tutti e 8 i cilindri solo per il 4% del tempo di marcia.
The start-stop system switches off the engine entirely when the car is at a standstill. Together with cylinder-on-demand, this technology reduces CO₂ emissions by up to 24 grams per km.
Molto interessante fu anche la soluzione presentata sempre nel 1981 dalla BMW (ma la sperimentazione era partita nel 1978): il classico 6 cilindri in linea della 323i funzionava anche a 3 cilindri, e in questa configurazione un sofisticato sistema di ricircolo faceva passare i gas di scarico espulsi dai 3 cilindri attivi nei 3 non attivi. Questa unità, però, non fu mai immessa sul mercato.
Qui sotto la nuova Ford Fiesta ST che utilizza il sistema di disattivazione del terzo cilindro.
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