Motore Renault 3 cilindri: analisi tecnica

Proseguendo nell'analisi tecnica dei nuovi motori 3 cilindri  (vedi nostri articoli di approfondimento sul Ford Ecoboost e sul 3 cilindri Peugeot), è ora il turno del propulsore Renault 3 cilindri proposto per la nuova Twingo in versione turbo 898 cc. da 90 CV (66 kW), oppure aspirato 999 cc. da 70 CV (52 kW). Il motore 898 cc. è disponibile anche per Clio e Captur. Questi nuovi motori, progettati dall'ing. Jean-Philippe Mercier con precedenti esperienze in Renault Sport sui motori di F1, sostituiscono i precedenti propulsori 1.4 serie K e il 1.2 TCe.

900 TURBO E MILLE ASPIRATO – Il motore 898 cc turbo (denominazione commerciale Energy TCe90), codice interno di progetto H4Bt,  eroga la coppia  max. di 135 Nm al regime di 2500 g/min e ciò assicura una pronta risposta fin dai bassi regimi. Il regime di potenza max. è fissato a 5500 giri, mentre il rapporto di compressione è di 9,5:1. L'iniezione elettronica di benzina è indiretta Bosch ME 17 multipoint. Appositamente riprogettato per Nuova Twingo, il turbocompressore a bassa inerzia adotta una valvola wastegate elettrica per ottenere il miglior rapporto prestazioni/consumi. Il motore Energy TCe 90 incorpora la tecnologia Stop & Start e rispetta le norme antinquinamento Euro 6. Il motore 999 cc. aspirato (denominazione commerciale SCe70), codice interno di progetto H4Da, come detto eroga 70 CV a 6000 g/min con una coppia max. di 91 Nm a 3000 giri. Il rapporto di compressione è di 10,5:1. Anch'esso si avvale dell'iniezione indiretta Bosch ME 17. Disponibile con o senza  sistema Stop&Start a seconda dei mercati (Euro 5/6). L'incremento della cilindrata è stato ottenuto aumentando la corsa del pistone da 73,1 mm a 81,3 mm con alesaggio invariato di 72,2 mm. Dunque l'unità aspirata H4Da è un motore a corsa decisamente lunga (rapporto C/D 1,12), a tutto vantaggio della elasticità e di una  buona coppia ai bassi e medi regimi, ideali per l'uso urbano. I valori di consumo dichiarati (ciclo combinato) per le due motorizzazioni Twingo sono per l'898 turbo di 4,4 l/100 km e di 4,5 l/100 km (4,2 con S&S) per il 999 aspirato. Emissioni di CO2 rispettivamente 100, 105 e 95 g/km. La riduzione dei consumi e delle emissioni è stata ottenuta migliorando l'efficienza globale mediante l'impiego di un variatore di fase sull'albero a camme di aspirazione, ottimizzando l'aerodinamica e l'effetto “tumble” (turbolenza della colonna gassosa aspirata in direzione ortogonale rispetto all'asse del cilindro), riducendo l'attrito grazie al downsizing (motore a 3 cilindri) e utilizzando parti a basso attrito e una pompa dell'olio a cilindrata variabile, nonché utilizzando i sistemi Stop & Start.

MONOBLOCCO E TESTATA IN LEGA DI ALLUMINIO – La distribuzione è caratterizzata da 2 alberi a camme in testa comandati da catena silenziosa, 4 valvole per cilindro azionate tramite bicchierini rovesciati con trattamento superficiale in DLC (Diamond Like Carbon) per ridurre l'attrito di presso-strisciamento con gli eccentrici. Gli alberi a camme sono cavi internamente per la massima leggerezza e gli eccentrici sono riportati per interferenza. I pistoni sono trattati con un rivestimento antiattrito in DLC ed hanno un mantello di altezza ridotta presente solo nei lati di spinta. I perni di biella sono sfalsati di 120° tra loro come spesso avviene nei motori 3 cilindri (vedi immagine a destra). Le tipiche vibrazioni che caratterizzano tale architettura vengono contrastate senza contralbero di bilanciamento bensì sfruttando lo squilibrio del volano pari a 260 g ottenuto tramite fori asimmetrici. Anche la puleggia esterna di comando accessori  è volutamente sbilanciata tramite ampie finestrature asimmetriche, allo scopo di ristabilire un buon livello di equilibratura del motore. In questo modo si elimina l'assorbimento di potenza dovuto al trascinamento del contralbero tramite ingranaggi, si riduce il peso e si ottiene un monoblocco più compatto. In un motore a 3 cilindri in linea i pistoni 1, 2 e 3 ed i relativi perni di biella sono in genere posizionati rispettivamente a 0°, 120° e 240°. L'albero motore non è piatto come nei 4 cilindri in linea e genera una coppia derivante dal movimento longitudinale. L'ordine di accensione del motore Renault 3 cilindri è 1-2-3. Il programma di manutenzione programmata per il motore H4Bt (TCe 90), prevede cambio olio e filtro ogni 30 mila km/ 1 anno, sostituzione cinghia accessori a 150 mila km/6 anni, filtro aria ogni 60 mila km, liquido di raffreddamento dopo 150 mila km/5 anni. La catena distribuzione non necessita di sostituzione.

IL RITORNO AL MOTORE POSTERIORE – La nuova Twingo rinnega il precedente schema tutto avanti in favore del tutto dietro, soluzione peraltro adottata dal 1998 sulla Smart 2 posti e assai diffusa nel segmento utilitarie fra i costruttori europei negli anni '50-60 e  pressoché abbandonata dagli anni '70. L'ultima rappresentante di questa numerosa generazione ad uscire di scena nel 1978 è stata la Simca 1000, francese anch'essa e forte rivale commerciale delle Renault Dauphine ed R8. Ma, se si esclude la  Volkswagen 1.2 (Maggiolino) la cui storia inizia prima del secondo conflitto mondiale, spetta proprio alla Renault il merito di aver introdotto con successo nel dopoguerra lo schema a motore posteriore per le utilitarie di grande diffusione con la celebre 4CV presentata nel 1946 e prodotta fino al 1961 in oltre 1 milione di esemplari. Negli anni '50 seguirono altre validissime utilitarie a motore posteriore come la Fiat 600 (1955), la Fiat 500 (1957), le BMW 600 e 700 (1957-59), la NSU Prinz (1957), la Fiat 850 (1964), la Hillman Imp (1963). A differenza delle sorelle più anziane la Twingo ha il motore montato trasversalmente e non in senso longitudinale a sbalzo. Questo rappresenta un vantaggio notevole ai fini della ripartizione dei pesi e della tenuta di strada. Un'altra differenza sostanziale della nuova Twingo rispetto alle tutto dietro del passato, è il vano bagagli situato posteriormente sopra il motore anziché anteriormente.

Il tappetino del pianale bagagliaio della Twingo è isolato acusticamente e termicamente con gomma espansa isolante per assicurare la protezione dell'abitacolo dal calore e dal rumore del motore posteriore. Tolto il tappetino, si accede al motore rimuovendo facilmente (i relativi 6 fermi si svitano e avvitano senza l'ausilio del cacciavite) un robusto coperchio in lamiera insonorizzata.

L'esigenza di installare il motore in una sede più ristretta rispetto ad un vano motore anteriore, ha richiesto una riprogettazione dell'architettura del propulsore in modo da poterlo inclinare di 49°, così da ridurne l'ingombro in altezza e non limitare troppo la capienza del bagagliaio.

Confronto fra le curve di coppia  e potenza dei motori 898 turbo e 999 aspirato. La curva tratteggiata gialla si riferisce all'aspirato (SCe70), quella gialla continua al motore turbo (TCe90). Per ambedue i propulsori l'andamento della curva è decisamente piatto e ciò denota una favorevole erogazione della coppia a tutti regimi, in particolare a quelli medio-bassi. In nero le curve caratteristiche della potenza (tratteggiata quella del motore aspirato).

Pistoni con rivestimento antiattrito in DLC (Diamond Like Carbon) dal mantello molto corto presente solo sui lati di spinta.

Valvola pop-off a comando elettrico (valvola di scarico).

Durante le fasi in cui il pedale acceleratore viene rilasciato, la valvola pop-off libera l'aria proveniente dal compressore poiché in rilascio la valvola a farfalla è chiusa. Ciò impedisce fenomeni di pompaggio del turbocompressore e mantiene l'inerzia del compressore, evitando in tal modo vuoti in accelerazione. In precedenza comandata meccanicamente, è ora gestita elettronicamente  in modalità on-off.

Perni di biella sfalsati di 120°, soluzione tipica per i motori a 3 cilindri.

Il monoblocco è in alluminio per garantire un peso ridotto che, a sua volta, contribuisce a ridurre i consumi e le emissioni di CO2. Il rivestimento superficiale dei pistoni in DLC riduce l'usura. La pompa dell'olio ha una portata variabile. Essa è comandata elettricamente con due livelli di pressione. Queste tecnologie sono già utilizzate sul motore H4Bt montato su new Clio Il cilindro numero 1 si trova sul lato distribuzione.

(SicurAUTO.it ringrazia Renault Italia per la cortese collaborazione)