La fasatura variabile delle valvole è ampiamente riconosciuta come uno dei metodi più efficaci per migliorare l’efficienza dei motori a combustione interna (ICE). I motori moderni regolano comunemente le fasi di distribuzione del gas all’aspirazione e/o allo scarico, e alcuni vanno oltre variando l’altezza di alzata delle valvole. Tuttavia, questi sistemi operano ancora entro i limiti meccanici — spostando gli alberi a camme di qualche grado o passando da un profilo di camma all’altro. L’Azionamento Valvole Intelligente (IVA), sviluppato dall’azienda britannica Camcon Automotive, elimina completamente tali limitazioni, offrendo un controllo delle valvole completo e programmabile.
Come Funziona l’Azionamento Valvole Intelligente?
A differenza dei sistemi convenzionali, l’IVA assegna un albero a camme dedicato a ciascuna valvola individuale. Invece di ruotare continuamente, ogni albero a camme si muove solo quando la valvola deve aprirsi o chiudersi — invertendo la direzione ad ogni azionamento. Il collegamento tra albero a camme e valvola utilizza un meccanismo di controllo valvole desmodromico, il che significa che sia la corsa di apertura sia quella di chiusura sono comandate meccanicamente anziché affidarsi a una molla di richiamo.
Questa architettura consente un livello di precisione e flessibilità che nessun sistema convenzionale può eguagliare. Con l’IVA, ingegneri e programmatori possono:
- Aprire le valvole significativamente più velocemente rispetto a un ICE tradizionale
- Mantenere le valvole quasi ferme in qualsiasi posizione a metà corsa
- Aprire una valvola due volte nell’arco di una singola corsa del pistone
- Modificare completamente l’ordine di accensione dei cilindri tramite software
- Definire un profilo di alzata e chiusura della valvola unico per ogni singolo cilindro
- Modificare qualsiasi di questi parametri in tempo reale mentre il motore è in funzione
Flessibilità Termodinamica: Qualsiasi Ciclo su Richiesta
Una delle capacità più straordinarie dell’IVA è quella di passare tra cicli termodinamici al volo. Un ICE convenzionale dotato di IVA può implementare uno qualsiasi dei seguenti cicli semplicemente aggiornando il software:
- Ciclo Otto — il ciclo standard del motore a benzina
- Ciclo Miller/Atkinson — per una migliore efficienza termica a carico parziale
- Accensione per Compressione a Carica Omogenea (HCCI) — per una combustione più pulita ed efficiente
- Accensione per Compressione Controllata da Scintilla (SPCCI) — la variante di produzione Mazda dell’HCCI
- Ciclo a due tempi — per una maggiore densità di potenza
- Ciclo a 12 tempi — una modalità super efficiente per la guida a basso carico
Il ciclo a 12 tempi merita un’attenzione particolare. Si basa sul concetto consolidato da tempo di disattivazione dei cilindri, ma con una differenza fondamentale: in un ICE convenzionale, l’elettronica disattiva un insieme fisso di cilindri per periodi prolungati, causando una distribuzione termica non uniforme. Con l’IVA, tutti i cilindri rimangono attivi, ma ognuno di essi si accende una volta ogni tre corse di lavoro — ovvero una volta ogni 12 cicli. Questo mantiene tutti i cilindri alla loro normale temperatura di esercizio riducendo drasticamente il consumo di carburante a carichi leggeri.
IVA vs. Altre Tecnologie di Distribuzione Senza Albero a Camme
Camcon Automotive non è la prima azienda a perseguire il controllo completamente variabile delle valvole. Diversi grandi operatori del settore hanno esplorato concetti simili nel corso degli anni:
- General Motors e Ford — programmi di ricerca iniziali sull’azionamento completamente variabile delle valvole
- Ricardo e Lotus Engineering — studi ingegneristici e sistemi prototipali
- FreeValve / Qamfree — un sistema completamente privo di albero a camme, originariamente sviluppato dalla casa svedese Koenigsegg e proseguito attraverso la partnership tra FreeValve e Qoros
Mentre sistemi come Qamfree eliminano completamente l’albero a camme, Camcon ha adottato l’approccio opposto: dotare ogni valvola del proprio albero a camme dedicato. Questo preserva l’affidabilità meccanica e la precisione tipiche dell’azionamento a camma, offrendo al contempo la programmabilità di un sistema completamente elettronico.
Miglioramenti dell’Efficienza e Strada verso la Produzione
I risultati in termini di prestazioni ed efficienza dei prototipi IVA sono promettenti. Secondo gli sviluppatori di Camcon Automotive:
- Le emissioni di CO₂ potrebbero essere ridotte del 15–20% rispetto a un motore convenzionale
- I test sul prototipo con un motore quattro cilindri turbocompresso da 2,0 litri hanno dimostrato un miglioramento del 7,5% nei consumi di carburante
- Il consumo di carburante di un motore IVA a benzina sarebbe sostanzialmente paragonabile a quello di un motore diesel
- I sistemi IVA di produzione in serie sarebbero meno costosi di un propulsore ibrido
Camcon Automotive offre due percorsi verso il mercato: fornire direttamente ai produttori kit di attuatori IVA e hardware di adattamento del motore, oppure collaborare con fornitori di componenti automobilistici già esistenti. L’azienda prevede che i veicoli di serie dotati di IVA potrebbero arrivare entro cinque anni dalla commercializzazione.
Questa è una traduzione. Puoi leggere l’originale qui: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Pubblicato Settembre 16, 2021 • 5m da leggere
