Hyundai CVVD: analisi tecnica della fasatura variabile continua

I meccanismi che gestiscono i flussi di gas che fanno funzionare i motori a scoppio hanno fatto un salto di qualità con la fasatura variabile. Poco tempo fa avevamo incontrato una delle ultime proposte in questo campo, il sistema CVVD di Hyundai che varia la fasatura con un approccio originale. La soluzione scelta coinvolge infatti l’albero a camme di aspirazione, il cui asse di rotazione può spostarsi leggermente parallelamente a sé stesso. In questo modo l’alzata rimane la stessa ma varia il tempo di apertura della valvola e sarà quindi possibile tenerla aperta più a lungo. Ma l’albero a camme è dotato anche di variatore di fase e questo permette di cambiare, oltre alla durata dell’aspirazione, anche il suo punto d’inizio. Vediamo nel dettaglio come funziona il sistema CVVD di Hyundai.

I VANTAGGI DELLA FASATURA VARIABILE

Variando questi fattori il CVVD può realizzare, per esempio, una strategia LIVC, Late Intake Valve Closing: chiusura ritardata della valvola di aspirazione durante la compressione. Questo riduce la compressione effettiva rispetto a quella geometrica, un vantaggio quando il carico del motore è ridotto. L’ottenimento di una fase di compressione più corta rispetto all’espansione implementa infatti un funzionamento con ciclo Miller, come quello della Skoda Octavia a metano. A regimi e carichi del motore più elevati le valvole si chiudono prima, all’inizio della corsa di compressione. Questo massimizza la quantità di aria nel cilindro e aumenta coppia e potenza; il funzionamento medio del motore, del resto, è ai carichi parziali.

VALVOLE, IO VI CONTROLLO!

La distribuzione è fra i maggiori “responsabili” del comportamento di un motore e quindi non ci stupiamo della presenza di molti sistemi di fasatura variabile. Prendiamo il Multiair-Twinair Fiat: sulla carta è uno dei più flessibili grazie all’azionamento meccano-idraulico che permette addirittura aperture multiple e regola anche l’alzata. Si riesce a eliminare la farfalla e l’ampiezza dell’aspirazione può essere variata chiudendo in anticipo le valvole, ottenendo un ciclo Miller. La farfalla sparisce anche dai motori BMW Valvetronic: un alberino con eccentrici varia il fulcro di un bilanciere intermedio che agisce sul bilanciere “vero”. In questo modo le alzate possono diminuire fino a un minimo di 0,5 mm, rendendo inutile la farfalla. Quando si usa un’alzata ridotta, poi, la velocità dell’aria aumenta e quindi il mescolamento aria – benzina è ottimale.

SOLUZIONI RADICALI

In realtà una valvola a farfalla esiste ma è mantenuta sempre aperta: la si tiene per sicurezza, per impedire che il motore sia incontrollabile in caso di malfunzionamento del controller delle valvole. La stessa strategia di implementazione del ciclo Miller la possiamo trovare per esempio nel sistema Valvelift di Audi. Questi sistemi sono l’evoluzione dei primi variatori di fase, sistemi che ruotavano l’asse a camme rispetto al suo ingranaggio/ruota di azionamento. In questo modo si ottiene lo spostamento temporale della fase mantenendo invariate ampiezza e alzata. Il piccolo ma evoluto Ford EcoBoost 1.0, per esempio, li ha sia all’aspirazione sia allo scarico. Non mancano, però, soluzioni ancor più radicali come il sistema FreeValve, che rinuncia in toto agli alberi a camme. L’azionamento prevede infatti attuatori idraulico-pneumatici che permettono di variare a piacere alzata e fasatura di ogni singola valvola. Ma il digitale potrebbe anche investire la distribuzione: CamCon propone infatti l’azionamento desmodromico delle valvole in stile Ducati. La rivoluzione è che gli eccentrici sarebbero azionati singolarmente – per ogni valvola – da motorini controllati elettronicamente: si avrebbe così la totale libertà di alzata e fase!