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Motor 2000
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Sábado, 20 agosto - 2022 (06:19 h.)
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Importante salto generacional
Fiat MultiAir
Fiat Group ha estrenado la tecnología MultiAir en el motor 1.4 que monta en el Punto EVO con tres niveles de potencia: 105 CV, 135 CV y 170 CV. Se trata de un importante "salto generacional" con respecto a los motores de gasolina actuales, tal como ocurrió en 1997 con la tecnología Common Rail aplicada a los propulsores diesel, que fue propuesta como primicia mundial en el Alfa Romeo 156.
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El principio en el que se basa esta nueva tecnología es la posibilidad de regulación contínua de los principales elementos que garantizan una combustión óptima en cualquier régimen y situación de conducción, muy especialmente la posibilidad de gestionar el instante más oportuno de apertura y cierre de la válvula de admisión, permitido optimizar el rendimiento volumétrico del motor, lo que favorece el par máximo suministrado sobre todo en los regímenes bajos.

Por ejemplo, respecto al motor tradicional de gasolina turboalimentado de 120 CV, el mismo propulsor con tecnología MultiAir registra un incremento de potencia máxima (135 CV) sin penalizar el par ni la respuesta a bajo régimen de rotación (5.000 rpm) al mismo tiempo que se produce una sensible reducción de los consumos y de las emisiones contaminantes,

¿Por qué el MultiAir?

El motor de encendido controlado en los últimos años ha sido protagonista de una evolución continua para garantizar la recuperación de competitividad con respecto a los turbodiesel modernos que, gracias a la tecnología Common Rail, habían revolucionado el panorama mundial.

Hasta hoy, para los motores de gasolina, permanecían dos vínculos que debían suprimirse a fin de garantizar el salto de eficiencia necesario. Principalmente, el "estrechamiento" de la válvula de mariposa: un sistema simple para dosificar la potencia solicitada por el conductor, pero poco eficaz debido a las consiguientes pérdidas de carga, especialmente en los regímenes donde la válvula está poco abierta, es decir, en el rango de uso típico de una conducción normal.

El segundo vínculo consistía en la limitada libertad de accionamiento de las válvulas de admisión, que a menudo obligaba a los técnicos a configurar la personalidad del propulsor debiendo elegir entre un reglaje deportivo o una puesta a punto dirigida a los consumos, o bien a priorizar el confort y el par en los regímenes intermedios o a apuntar a la potencia en los regímenes altos y al alargamiento de las marchas típico de una conducción dinámica.

Con la tecnología MultiAir se han eliminado estos límites: mérito del ingenioso sistema
patentado por FPT (Fiat Powertrain Technologies) que permite controlar la elevación y el
tiempo de apertura de las válvulas en función de numerosos parámetros de funcionamiento que son analizados y procesados en tiempo real, lo que permite que el motor escoja en cada instante la mejor configuración posible para responder a las exigencias del conductor.

¿Cómo funciona el MultiAir?

El objetivo del proyecto era ambicioso: permitir accionar las válvulas de admisión liberándolas de la estrecha dependencia del árbol de levas que durante más de un siglo de evolución tecnológica ha representado siempre el único modo para garantizar su accionamiento.

Alcanzar este reto ha sido posible sólo gracias al patrimonio tecnológico y humano conseguido a lo largo de los años por Fiat Powertrain Technologies en las carreteras cotidianas y en los circuitos de competición.

En los motores de gasolina tradicionales el control de la carga se efectúa modulando la densidad del aire introducido en los cilindros a través de la válvula de mariposa. Esto determina una ineficiencia conocida como "trabajo de bombeo". El sistema MultiAir elimina esta pérdida. El control de la carga se realiza variando el volumen del aire introducido con densidad constante, gracias a un control directo y extremadamente flexible de las válvulas de admisión.

El sistema controla el accionamiento de las válvulas de admisión a través de un sistema electrohidráulico: un pistón, accionado por una leva mecánica, se conecta a la válvula de admisión mediante una cámara hidráulica controlada por una electroválvula normalmente abierta.

Pueden presentarse dos situaciones: cuando la válvula está cerrada, el aceite que se encuentra en la cámara hidráulica se comporta como un cuerpo sólido y transmite a las válvulas de aspiración la elevación impuesta por la leva de admisión mecánica. Sin embargo, en el segundo caso, cuando la electroválvula está abierta, el aceite que se encuentra en la cámara hidráulica puede fluir hacia el circuito de baja presión; por consiguiente las válvulas de aspiración ya no siguen el perfil mecánico de la leva y se cierran por el efecto de la fuerza de los resortes de admisión. La parte final de la carrera de cierre de la válvula está controlada mediante un freno hidráulico específico que asegura una fase de aproximación controlada, en cualquier condición de funcionamiento.

Por consiguiente, controlando los instantes de apertura y cierre de la electroválvula, es posible obtener fácilmente innumerables perfiles de apertura de las válvulas de admisión. De esta manera la carga del motor está controlada directamente a través de las válvulas de admisión en lugar de por la válvula de mariposa.

3 momentos MultiAir

El comportamiento del sistema MultiAir puede considerarse dividido en en tres momentos distintos.

1)
En fase de suministro de la potencia máxima: la electroválvula siempre permanece
cerrada y la apertura total de las válvulas se realiza siguiendo completamente el perfil de la leva mecánica, optimizado específicamente para la potencia a regímenes elevados (intervalos de apertura de las válvulas de aspiración largos).

2) Con un bajo número de revoluciones y a plena carga: la electroválvula se abre anticipadamente con respecto al perfil teórico de la leva, realizando un cierre anticipado de la válvula de admisión. De este modo se elimina el reflujo indeseado del colector aumentando la masa de aire en los cilindros.

3) En las condiciones de carga parcial del motor: la electroválvula se abre durante la carrera de aspiración realizando una apertura parcial de las válvulas para controlar la masa de aire introducida en función del par requerido. Como alternativa, es posible obtener una apertura parcial de las válvulas cerrando la electroválvula con retraso con respecto al principio del perfil teórico garantizado por la leva mecánica. En este caso, el flujo del aire que entra en los cilindros tiene una velocidad superior y genera un nivel de turbulencia dentro de los cilindros particularmente elevado. Es importante señalar que también se pueden combinar estas dos modalidades de actuación en un mismo evento de admisión: tiene lugar la llamada “Multilift”, que aumenta la turbulencia y la velocidad de combustión con cargas y regímenes muy bajos.

Sus ventajas

Los beneficios son numerosos comparándolos con los motores tradicionales de igual cilindrada: desde el aumento de la potencia máxima (hasta un 10%) al incremento del
par (hasta un 15%) en los regímenes bajos y en los transitorios, gracias a las evolucionadas estrategias de control de los parámetros de funcionamiento de los propulsores. Y más aún: una reducción de los consumos superior al 10% (debido a la eliminación de las pérdidas de bombeo y a la precisa calibración de los parámetros que optimizan la combustión) y de las emisiones de CO2 (hasta un 10%), de partículas (hasta un 40%) y de NOx (hasta un 60%), gracias a la optimización de las estrategias de control de las válvulas en la fase de admisión del motor y a la recirculación interna de los gases de escape.

Las prestaciones son excelentes al producirse una respuesta más inmediata al pisar el pedal del acelerador, gracias a la presión constante del aire antes de los cilindros, junto con el control extremadamente rápido de las válvulas de admisión. Sin tener en cuenta que, precisamente con los motores MultiAir, se estrena el sistema “Start&Stop” que apaga automáticamente el motor cuando el vehículo se detiene (por ejemplo, en un semáforo) manteniendo en funcionamiento todos los sistemas del vehículo para garantizar el máximo confort de sus ocupantes.

Por ejemplo, la flexibilidad y la rapidez de respuesta que garantiza la tecnología MultiAir
permiten controlar la carga del motor a través de las válvulas de admisión eliminando el uso de la válvula mariposa, favoreciendo así la eficiencia de la combustión con cargas parciales y, por consiguiente, los consumos.

Basta reflexionar que, con respecto al tradicional motor de gasolina 1.4 Turbo de 120 CV, el mismo propulsor reduce en un 10% los consumos en el ciclo NEDC.

Los nuevos propulsores representan un importante "punto de ruptura" con respecto al
escenario actual de los motores de gasolina, y es que con respecto a un motor de gasolina tradicional de igual cilindrada los propulsores MultiAir aseguran un incremento de potencia (hasta un 10%) y de par (hasta un 15%), además de una sensible reducción de los consumos hasta un 10%) y de las emisiones de CO2 (hasta un 10%), de partículas (hasta un 40%) y de NOx (hasta un 60%).

El corazón del MultiAir es el nuevo sistema electrohidráulico de gestión de las válvulas que permite reducir los consumos (gracias a un control directo del aire mediante las válvulas de admisión del motor, sin utilizar la válvula mariposa) y las emisiones contaminantes (mérito del control de la combustión). Además, emblema del concepto “downsizing”, el MultiAir es una tecnología versátil, fácil de aplicar a todos los motores de gasolina y por lo tanto con un futuro potencial también en el desarrollo de los motores diesel.

La gestión de la carga mediante las válvulas de admisión permite también optimizar la
combustión incluso en autopista. Aprovechando las características del sistema, se ha limitado mucho el área donde intervienen los enriquecimientos de combustible: a 150 km/h la relación de aire y gasolina aún es estiquiométrica, lo que garantiza un consumo específico especialmente.
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