Fiat Ecobasic - Per saperne di più: 5. motore e cambio

All'origine delle straordinarie prestazioni di Ecobasic, sia nel campo dei consumi (meno di 3 l/100 km) sia in quello delle basse emissioni (adeguamento ai limiti del 2005), c'è il suo "gruppo di potenza" (power train), costituito da un piccolo motore turbodiesel a tecnologia Common Rail (1.2 Multijet), più un cambio robotizzato.

È, infatti, il lavoro combinato di questi due componenti d'avanguardia, guidati da centraline con logiche altrettanto sofisticate, che permette alla concept-car di fare un vero e proprio salto di qualità in questi due campi.

Il propulsore 1.2 JTD
La prima caratteristica importante del propulsore è costituita dalla piccola cilindrata (sia totale, sia unitaria).Si tratta, infatti, di un 1.2quattro cilindri a iniezione diretta "Common Rail".

Com'è noto, il dispositivo d'iniezione diretta ad alta pressione con controllo completamente elettronico che costituisce il cuore dei motori JTD venne ideato e sviluppato all'interno del Gruppo Fiat e solo in seguito ceduto alla Robert Bosch per la fase finale dello sviluppo e l'industrializzazione.

Da allora la ricerca Fiat, forte di questa esperienza, ha proseguito nello studio delle ulteriori potenzialità del sistema di iniezione "Common Rail" e ha messo a punto una seconda generazione di motori JTD, chiamati Multijet.

Il piccolo turbodiesel di Ecobasic è un prototipo già molto avanzato di questa nuova famiglia di propulsori.

Sfrutta, infatti, il controllo elettronico degli iniettori per eseguire, durante ogni ciclo motore, un numero maggiore di iniezioni rispetto alle due attuali. In questo modo, la quantità di gasolio bruciata all'interno del cilindro resta la stessa, ma viene suddivisa in più parti, ottenendo una combustione più graduale.

Tra i vantaggi: bassi consumi, una riduzione delle emissioni valutabile tra il 30 e il 40 per cento, una maggiore silenziosità di funzionamento e un incremento delle prestazioni di circa il 6-7 per cento (accompagnato da una resa motoristica che migliora ancora la guidabilità della vettura).

Risultati non di poco conto, dunque, soprattutto perché ottenuti rispetto agli attuali JTD, cioè motori che, oltre a rappresentare un incredibile balzo tecnologico rispetto ai diesel a precamera, hanno fatto registrare miglioramenti strabilianti proprio in questi stessi campi.

Il segreto del 1.2 Multijet di Ecobasic è racchiuso nella centralina che controlla il comando elettrico di apertura e chiusura degli iniettori (oltre che in questi ultimi). L'elemento chiave, anzi, è la centralina elettronica stessa, che ha capacità maggiori di quelle oggi in commercio, dal momento che può far eseguire una serie di iniezioni anche molto vicine tra loro.

Sviluppato dai ricercatori della Fiat proprio a questo scopo, il componente supera (come gli iniettori) i limiti dei prodotti oggi in commercio. Consente, infatti, di attuare quelle "iniezioni multiple" che assicurano al progettista un controllo più preciso delle pressioni e delle temperature sviluppate nella camera di scoppio, oltre che un migliore sfruttamento dell'aria immessa nei cilindri.

Il principio motoristico sul quale si è basato lo sviluppo di questo motore è semplice. Già oggi nei propulsori di tipo "Common Rail" viene fatta una preiniezione, o iniezione pilota, che innalza la temperatura e la pressione nel cilindro. Così, quando arriva l'iniezione principale, la combustione avviene in modo più graduale, veloce e silenzioso.

Potendo, a sua volta, suddividere l'iniezione principale in due, tre o quattro iniezioni più piccole, si riescono a raggiungere ulteriori traguardi: nella riduzione delle emissioni, nel controllo del rumore di combustione, nell'incremento delle prestazioni.

In un primo tempo, quindi, i ricercatori hanno risolto il problema dei limiti imposti dalle centraline attuali realizzando un componente su misura. Poi hanno steso una mappa dei benefici che si ottengono incrociando una certa sequenza di iniezioni multiple (due secondarie molto vicine alla principale; una secondaria non troppo vicina alla principale più altre due secondarie ravvicinate; una secondaria e poi, ad una certa distanza, due principali vicine tra loro; eccetera) con i vari campi di funzionamento del motore: nella zona del minimo; con bassi carichi e regime di rotazione basso; ad alto numero di giri e con un carico medio; a basso numero di giri e con un carico elevato e via discorrendo.

Lo studio ha fatto emergere le potenzialità del sistema, che fornisce sempre grandi vantaggi, ma accentuati, in un campo o nell'altro, a seconda del tipo di sequenza scelta e dell'area di funzionamento del motore nella quale questa viene applicata. In alcuni casi, infatti, si privilegia la riduzione dei tempi di avviamento e della fumosità, in altri l'incremento della coppia e l'abbattimento del rumore, in altri ancora la riduzione delle emissioni e l'incremento della silenziosità.

Nel caso di Ecobasic, ovviamente, si è puntato sulla logica che porta ad una drastica riduzione delle emissioni e ad un incremento di coppia ai bassi regimi. E' proprio quest'ultima, infatti, la caratteristica sfruttata dal cambio per assicurare consumi bassissimi.

Il cambio robotizzato
Al piccolo motore 1.2 Multijet è abbinato un cambio robotizzato a cinque rapporti, dotato di una logica di controllo che mira all'economia d'esercizio.

La vera novità, infatti, non è costituita dal componente meccanico, ma dal software capace di integrare, ad un livello profondo, la logica della centralina che guida il motore con quella della centralina che dirige il cambio automatizzato. Coordina, infatti, l'attività dell'una e dell'altra, scegliendo, contemporaneamente, non solo la marcia da inserire, ma anche il punto di funzionamento del motore (regime di rotazione e carico).

Il guidatore, dunque, comunica al sistema la richiesta di potenza attraverso l'acceleratore e il sistema fa le scelte giuste per soddisfare questa richiesta secondo la logica più vantaggiosa per i consumi. Non a caso questi ultimi scendono del 10 per cento nel ciclo combinato ECE più EUDC e addirittura del 20 per cento nel ciclo urbano ECE.

La variabile sulla quale è stata realizzata l'integrazione tra le due logiche (quella di controllo del cambio e quella di controllo del motore) è la potenza a terra richiesta dal guidatore con una certa posizione del pedale acceleratore. Il sistema parte da questo dato per scegliere autonomamente la coppia motore da erogare, la marcia da inserire e la rapidità stessa della cambiata.

Da un lato, infatti, il sistema rispetta la scelta del pilota adattandosi alle sue esigenze con una gamma di risposte che vanno dal massimo comfort alla guida sportiva. Dall'altro sceglie sempre il rapporto più lungo compatibile con la potenza richiesta.

In questo modo realizza la consistente riduzione dei consumi che abbiamo visto, senza nulla togliere al comportamento della vettura, che si rivela davvero brillante.

Al guidatore il cambio robotizzato di Ecobasic offre la possibilità di scegliere tra due programmi di funzionamento automatico: "standard" ed "economy".

Il primo è adatto a una guida brillante, il secondo, invece, è più orientato ai bassi consumi: ottimizza, infatti, le cambiate, facendo lavorare il motore ad un alto carico e ad un basso numero di giri.

Viaggiando in "economy", inoltre, ai semafori la vettura esegue lo "stop and go": dopo 4 secondi che è ferma, il motore si spegne, per riavviarsi automaticamente quando si preme di nuovo sull'acceleratore.

Quest'ultima è una funzione importante per la riduzione dei consumi, dal momento che il 10 per cento di tutto il combustibile consumato nel ciclo urbano viene bruciato quando il motore funziona al minimo.

Per completezza il cambio di Ecobasic consente al pilota di scegliere direttamente le marce attraverso una leva a joystick. Ma è ovvio che i maggiori vantaggi - sia nei consumi, sia nel comfort e nella guidabilità della vettura - si ottengono quando il sistema lavora totalmente in automatico.


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