Iniezione diretta

Il motorino di avviamento sarà presto senza lavoro?

I motori a benzina a iniezione diretta possono essere avviati direttamente senza starter se il sistema di controllo è adeguatamente sofisticato. Nuovi sistemi stanno per entrare in produzione di serie.

Motore a benzina a iniezione diretta: l'avviamento diretto evita il motorino di avviamento

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Solo pochi anni fa si discuteva ancora su quanto tempo fosse necessario spegnere il motore dell'auto al semaforo per motivi di consumo ed emissioni. A seconda del messaggio ideologico che si voleva trasmettere, le cifre variavano tra i 10 e i 30 secondi circa.
Oggi che è risaputo che tutto deve andare un po' più veloce in tutti i settori, anche il suddetto intervallo di spegnimento viene valutato in modo diverso. Se il sistema start-stop è messo a punto in modo ottimale, si parla di un effetto positivo sul consumo di carburante a partire da un tempo di arresto del motore di circa 1 secondo.

Sistemi start-stop
Oggi sempre più veicoli sono dotati dei cosiddetti sistemi start-stop, che possono ridurre ulteriormente i valori di consumo di carburante, a seconda delle condizioni operative, in misura marginale o significativa.
Grazie al continuo sviluppo dei componenti di sistema, sempre più veicoli e sistemi di trasmissione sono in grado di integrare tali sistemi. I motori a benzina e diesel possono ora essere riavviati in modo rapido e affidabile; anche i veicoli con convertitori di coppia sono in grado di farlo (vedi AR 18/2008). Anche in questo settore esiste un potenziale di ottimizzazione con il cosiddetto avviamento diretto: l'avviamento diretto del motore significa che non sono necessari né un motorino di avviamento né una manovella e la forza muscolare. Di conseguenza, un sistema di avviamento diretto può far risparmiare sia peso che spazio di installazione.
Un prerequisito indispensabile per il funzionamento del sistema è un motore a combustione a iniezione diretta con accensione esterna, guidato da un getto. Molti di questi motori sono stati immessi sul mercato nel recente passato, tanto che si sta avvicinando il momento dell'introduzione in serie del primo sistema di avviamento diretto.
Il motore a benzina può essere avviato senza starter se il carburante viene iniettato in una camera di combustione con i pistoni al punto morto superiore, seguito da un impulso di accensione. Tuttavia, poiché verso la fine di questo processo di combustione un altro pistone si trova alla fine della corsa di compressione e quindi genera una grande contropressione, questa singola accensione non è sufficiente per avviare il motore in modo sicuro.
Per questo motivo, la messa a punto della posizione dei pistoni, della distribuzione delle valvole, della fasatura dell'iniezione e dell'accensione è estremamente difficile. Il motore deve poter essere fermato in una posizione definita con precisione per poter essere riavviato. Inoltre, è necessario tenere conto delle condizioni termiche del motore da avviare. Se il motore è troppo freddo, la coppia di avviamento non è sufficiente per un avvio sicuro; se la temperatura è troppo alta, la densità dell'aria è troppo bassa e i cilindri non sono sufficientemente riempiti.

Avviamento di supporto
Allo stato attuale dell'arte e in considerazione delle notevoli difficoltà di realizzazione pratica di tali sistemi, gli sviluppatori ritengono che l'avviamento diretto sia possibile, ma che sia comunque necessario un avviatore per un funzionamento affidabile in tutte le condizioni operative possibili. Questo avviatore, tuttavia, potrebbe essere di dimensioni significativamente più piccole, contribuendo così a ridurre il peso e a richiedere meno energia per il funzionamento. In questo caso, gli sviluppatori parlano di "avviamento diretto assistito". Non si sa ancora chi porterà finalmente sul mercato il primo veicolo con motore a benzina ad avviamento diretto, ma è probabile che i fornitori tedeschi e giapponesi siano in prima linea. Mazda, ad esempio, doterà alcuni modelli del sistema di avviamento diretto SISS (Smart Idle Stop System) a partire dal 2009.
Non sarà quindi possibile fare a meno del buon vecchio motorino di avviamento in tempi brevi. Tuttavia, lo vedremo sempre più spesso in una forma molto più sottile.
L'articolo è disponibile nel numero 19/2008 di "Automobil Revue", a cui è ovviamente possibile abbonarsi anche online.

AR 19 del 7.5.2008