Fiat MultiAir

Η τεχνολογία ΜultiAir, με πληθώρα βραβείων και διακρίσεων μέχρι σήμερα, βασίζεται στον άμεσο έλεγχο της εισαγωγής του αέρα -ανεξαρτήτως γωνίας ανοίγματος της πεταλούδας γκαζιού- ξεχωριστά σε κάθε κύλινδρο και ξεχωριστά σε κάθε κύκλο καύσης, μειώνοντας έτσι την κατανάλωση και τις εκπομπές CO₂ έως 10% και αυξάνοντας την ισχύ και την ροπή κατά 10% και 15% αντίστοιχα. Επιπλέον, όλες οι ρυπογόνες για το περιβάλλον εκπομπές καυσαερίων μειώνονται με τον προσεκτικό έλεγχο της καύσης.

Η τεχνολογία MultiAir είναι ιδιαίτερα ευέλικτη και ευπροσάρμοστη, γεγονός που της επιτρέπει να εφαρμοστεί σε όλους τους κινητήρες βενζίνης και να μπορεί να εξελιχθεί στο εγγύς μέλλον για κινητήρες πετρελαίου.

Ο πρώτος κινητήρας της οικογένειας κινητήρων MultiAir που εξέλιξε η Fiat Powertrain Technologies είναι ο MultiAir 1.4, ο οποίος έκανε την παγκόσμια πρώτη του εμφάνιση στην Alfa Romeo MiTo. Ας δούμε τα πλεονεκτήματα και τη λειτουργία του.

 

Πώς λειτουργεί

Η παράμετρος-κλειδί για τον έλεγχο της καύσης των βενζινοκινητήρων και επομένως της απόδοσής τους, των εκπομπών ρύπων και της κατανάλωσης καυσίμου, είναι η ποσότητα και τα χαρακτηριστικά του μίγματος αέρα/καυσίμου.

Στους συμβατικούς βενζινοκινητήρες η μάζα του αέρα που εισέρχεται στους κυλίνδρους ελέγχεται διατηρώντας σταθερό το άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής και ρυθμίζοντας την πίεση στο κύκλωμα εισαγωγής του αέρα μέσω μίας «πεταλούδας». Ένα από τα μειονεκτήματα αυτού του απλού συμβατικού συστήματος είναι το ότι ο κινητήρας ξοδεύει περίπου το 10% της παραγόμενης ενέργειας στην άντληση της απαιτούμενης ποσότητας του αέρα από τη χαμηλής πίεσης εισαγωγή στην ατμοσφαιρική πίεση της εξαγωγής.

Με στόχο να επιτευχθεί ο καλύτερος δυνατός έλεγχος του ανοίγματος των βαλβίδων, ώστε να εξασφαλίζεται ο απόλυτος έλεγχος της μάζας του αέρα εισαγωγής ανεξάρτητα για κάθε ένα κύλινδρο, αλλά και σε κάθε φάση λειτουργίας του κινητήρα, η Fiat Powertrain Technologies εξέλιξε μία τεχνολογία ηλεκτρο-υδραυλικής μεταβλητής ενεργοποίησης των βαλβίδων εισαγωγής με την ονομασία MultiAir.

Το σύστημα επενεργεί στις βαλβίδες εισαγωγής με τη βοήθεια εμβόλων που κινούνται από μηχανικά έκκεντρα και είναι συνδεδεμένα με τις βαλβίδες μέσω υδραυλικών θαλάμων, οι οποίοι ελέγχονται από σωληνοειδείς βαλβίδες. Όταν αυτές είναι κλειστές, το λάδι που υπάρχει μέσα στους υδραυλικούς θαλάμους συμπεριφέρεται σαν ένα συμπαγές σώμα και μεταφέρει στις βαλβίδες εισαγωγής τις κινήσεις εκκέντρων, τις οποίες ακολουθούν οι βαλβίδες όπως στα συμβατικά συστήματα. Όταν ανοίγουν οι σωληνοειδείς βαλβίδες, οι βαλβίδες εισαγωγής στους κυλίνδρους δεν ακολουθούν πλέον τις κινήσεις των εκκέντρων αλλά κινούνται με διαφορετικό «πρόγραμμα», ανάλογα με τις απαιτήσεις της οδήγησης.

Όταν, λοιπόν, είναι επιθυμητή η μέγιστη ισχύς, οι σωληνοειδείς βαλβίδες είναι πάντα κλειστές και το πλήρες άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής στους κυλίνδρους επιτυγχάνεται ακολουθώντας πλήρως το «πρόγραμμα» των εκκέντρων, το οποίο είναι ειδικά σχεδιασμένο έτσι ώστε να μεγιστοποιεί την ισχύ στις υψηλές στροφές του κινητήρα (μεγάλη χρονική διάρκεια ανοίγματος των βαλβίδων).

Για ροπή στις χαμηλές στροφές, οι σωληνοειδείς βαλβίδες ανοίγουν σε τέτοια χρονική στιγμή που να επιτρέπουν το πρόωρο κλείσιμο των βαλβίδων εισαγωγής. Αυτό εξαλείφει την ανεπιθύμητη ανάστροφη ροή του αέρα μέσα στην πολλαπλή εισαγωγής και μεγιστοποιεί την μάζα του αέρος που «παγιδεύεται» μέσα στους κυλίνδρους.

Στη λειτουργία με μερικό φορτίο του κινητήρα οι σωληνοειδείς βαλβίδες ανοίγουν νωρίτερα, προκαλώντας μερικό άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής και ελέγχοντας τη μάζα του «παγιδευμένου» στους κυλίνδρους αέρα ανάλογα με την επιθυμητή ροπή. Επίσης, αν κλείσουν οι σωληνοειδείς βαλβίδες μόλις ξεκινήσει η επενέργεια των εκκέντρων στις βαλβίδες εισαγωγής, η ροή του αέρα επιταχύνεται και έχει σαν αποτέλεσμα τον υψηλότερο στροβιλισμό μέσα στον κύλινδρο. Οι τελευταίοι δύο τρόποι ενεργοποίησης μπορούν να συνδυαστούν μέσα στην ίδια φάση της εισαγωγής, δημιουργώντας ένα τρόπο λειτουργίας που λέγεται «πολλαπλού ανοίγματος» και βελτιώνει το εύρος του στροβιλισμού και της καύσης σε πολύ χαμηλά φορτία.

 

Συνοψίζοντας

H ευελιξία και η ταχύτητα απόκρισης που εγγυάται το σύστημα MultiAir, επιτρέπει τον έλεγχο του φορτίου του κινητήρα μέσω των βαλβίδων εισαγωγής, εξαλείφοντας τη χρήση της «πεταλούδας» προς όφελος της αποτελεσματικότητας της καύσης στη λειτουργία με μερικό φορτίο, και κατά συνέπεια προς όφελος της κατανάλωσης.

Η τεχνολογία Multiair έχει τα εξής αποτέλεσμα:

• Αύξηση ιπποδύναμης έως και 10%

• Αύξηση ροπής στις χαμηλές ταχύτητες έως και 15%

• Μείωση της κατανάλωσης έως 10%

• Μείωση της εκπομπής CO2 έως 10%

• Μείωση της εκπομπής μικροσωματιδίων έως 40%

• Μείωση της εκπομής οξειδίων του αζώτου ΝΟx έως 60%