Uniair e multiair FIAT

S

SimoGTA

Nuovo Alfista
6 Novembre 2004
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Ecco qua un pò di anticipazioni (in realtà è vecchiotto il pdf) e spiegazioni sulla futura tecnologia che verrà applicata ai motori benzina e diesel nel 2007.
http://www.crf.it/C/I_C/2002-5.pdf (pag 5)

Qualche anticipazione anche su di altre tecnologie in studio! ;)
 
Non ho avuto il tempo di leggere tutto il PDF, che comunque sembra molto interessante, anche se parte dei dispositivi è oggi già in profuzione (un esempio e-Diff montatno su F430).

Voglio comunque aggiungere la traaduzione di un articolo inerente, apparso su Italiaspeed non molto tempo fa, che potrebbe aggiungere qualcosa alla questione.

Tratto e tradotto dal sito www.italiaspeed.com.

"FIAT è sul punto di compiere il prossimo grande passo nella tecnologia dei motori a benzina, un nuovo rivoluzionario approccio all'attuazione delle valvole, che supererà gli attuali metodi in uso. Il progetto noto come UNIAIR, è stato sviluppato dal Centro Ricerche Fiat (CRF) per circa 10 anni ed è ormai pronto per la produzione. Al di sotto dell'albero a camme lato aspirazione, UNIAIR vede la punteria e lo stelo della valvola di aspirazione collegati tramite una camera ad olio, la cui pressione è controllata da una valvola solenoide, quest'ultima comandata elettronicamente attraverso un’unità di controllo che processa i comandi impartiti al pedale dell’acceleratore da parte del pilota. Il sistema UNIAIR offre un’ampia gamma di benefici inclusi diversi vantaggi nelle aree dell’incremento della potenza, dell’anadamento della coppia ai bassi regimi, della diminuzione delle emissioni, e della riduzione dei costi attraverso la sua semplicità costruttiva.
Gli ingegnieri FIAT credono di aver superato con successo i maggiori ostacoli occorsi nella fase di sviluppo, e la sua adozione nella produzione è gia nei piani della casa. Nel corso dei prossimi due anni questa nuova tecnologia sarà introdotta sui nuovi modelli Alfa Romeo, Ferrari e Maserati.

Per apprezzare la rilevanza e l’importanza di UNIAIR dobbiamo dare un rapido sguardo ad un panorama più ampio. L’industria automobilistica europea in generale guarda al traguardo della norma CAFE 2008 dei 140gr/100km CO2 come ad un punto di svolta nelle applicazioni dei motori. Si avrà quindi ancora una prevalenza dei diesel per i motori di elevata cubatura, mentre per i motori più piccoli, quelli sotto i 1600 cc, si ricorrerà a motori a benzina ad alta efficienza. Nel mezzo, vedremo i motori tra 1800-2200 cc, sia diesel che benzina, contendersi il posto all’interno di quello che è il segmento più vasto del mercato, in una battaglia che sarà giocata sul piano dell’efficienza e dell’economia dei motori offerti.
La tecnologia dei motori si concentrerà, allora, sulla risoluzione dei porblemi connessi con le emissioni di NOx e particoliato per i diesel, mentre gli sforzi sui benzina saranno incentrati sulla riduzione dei consumi e (quindi) delle emissioni di CO2.

Il punto principale riguardo ai motori a benzina concerne l’eliminazione, o almeno la riduzione, delle perdite di pompaggio ai bassi carichi di lavoro. Le tecnologie che sono in discussione a questo scopo sono: diluizione della carica attraverso l’approccio stechiometrico, diluizione della carica con aria (nota come combustione magra stratificata), riduzione della cilindrata oppure gestione del carico motore senza valvola a farfalla attraverso un sistema di controllo variabile delle valvole. E’ quest’ultimo il sistema che lo staff di ricerca FIAT ha individuato come soluzione ottimale, con altri benefici marginali che non possono che aggiungere valore al processo, che perciò è stato scelto come la strada da percorrere.

Probabilmente la caratteristica più importente di questa nuova tecnologia, nota in FIAT come UNIAIR (sta per Universal Air Control, ndr), è il controllo individuale di ogni singola valvola di alimentazione che permette la modulazione sia del flusso che dei livelli di turbolenza all’interno di ogni cilindro. In FIAT ci dicono: «Questa caratteristica ci consente di aumentare la velocità di combustione quando necessario, tipicamente quando vengono usati gradi di chiusura precoce delle valvole di alimentazione per consentire il controllo del carico motore o in presenza di elevato EGR (ricircolo dei gas combusti, ndr), permettendo ai benefici derivati dall’aspirazione priva di valvola a farfalla di prevalere sul deterioramento dell’efficienza della combustione»
«Il vantaggio dimostrato nei consumi di carburante è nell’ordine dell’8-10%, dipendendo dal tipo di applicazione; le prestazioni del motore risultano implementate in termini di coppia ai bassi regimi e/o potenza massima, con simultanei miglioramenti del comportamento del motore nei transitori. Una significativa riduzione delle emissioni nella fase di riscaldamento del motore è stata ottenuta grazie alle capacità di controllo del sistema sulla velocità di combustione, con possibili impatti in termini di riduzione dei costi per il trattamento dei gas combusti.

Il sistema UNIAIR sviluppato dal CRF è stato studiato per fornire semplicità costruttiva, basse richieste in termini energetici di funzionamento, un’intrinseca robustezza e contenimento dei costi. A differenza degli altri sistemi citati in precedenza, è la flessibilità del concetto UNIAIR ad aumentare le eccitanti possibilità di questo sistema di essere adottato anche per l’utilizzo sui motori diesel.

Il sistema UNIAIR è applicato alle sole valvole di alimentazione, principalmente a causa degli alti costi per l’applicazione anche alle valvole di scarico. Gli ingegnieri del CRF ci descrivono il sistema: « La punteria e la valvola di ingresso sono collegati attraverso una camera contenente olio in pressione, controllata da una valvola solenoide che normalmente è aperta. Quando la valvola solenoide si chiude (attivata) la valvola di alimentazione segue essenzialemente il profilo della camma nel suo movimento (“full lift”, apertura completa). Una chiusura precoce della valvola (EIVC, early intake valve closing, ndr) viene ottenuta aprendo (disattivando) la valvola solenoide ad un certo angolo dell’albero a camme. L’olio può così fluire dalla camera ad alta pressione (quella posta tra la punteria e lo stelo della valvola, ndr) in un canale a bassa pressione. In pratica il movimento della valvola di alimentazione è disgiunto da quello della punteria e, sotto l’azione della molla la valvola di alimentazione si chiude prima rispetto alla modalità “full lift”. Una chiusura progressiva e dolce della valvola di alimentazione è ottenuta attraverso l’applicazione di un freno idraulico alla valvola stessa. Durante il successivo riempimento della camera ad alta pressione l’olio fluisce attraverso la valvola solenoide aperta anche grazie alla presenza di un accumulatore di pressione a molla precaricato. Allo stesso modo una apertura ritardata della valvola di alimentazione (LIVO, late intake valve opening, ndr) può essere ottenuto ritardando l’attivazione della valvola solenoide».

Il sistema UNIAIR è largamente felssibile, permettendo di ottimizzare il funzionamento del motore istantaneamente. E’ un’applicazione molto robusta disegnata anche al fine di ridurre il più possibile l’impatto sulle attuali testate cilindri, lavora con i normali oli per motore e non richiede manutenzione per tutto il suo ciclo di vita. Le prestazioni della parte meccanica sono state migliorate durante i 10 anni di sviluppo al fine di ottenere determinati traguardi in termini di funzionalità e durata, principalmente un’ampliamento delle condizioni di operatività del sistema a regimi di rotazione molto elevati e a temperatura molto basse, una chiusura dolce delle valvole in ogni condizione di funzionamento del motore, un basso consumo energetico, un controllo preciso dell’aria immessa nel cilindro in ogni condizione di carico e regime del motore, una durata dell’attuatore/valvola solenoide almeno pari alla vita degli attuali motori. Si è dimostrato affidabile per regimi motore superiori agli 8.000 gir/min e temperature comprese tra i -30 e i 150 °C.

In un motore odierno, uno che utilizzi la convenzionale valvola a farfalla, la ECU (Engine Control Unit, ndr) controlla tutte le attività simultaneamente attraverso il processo di iniezione della benzina, il controllo dell’entrata di aria e il tempo di accensione della miscela.
Per le prime applicazioni alla produzione del sistema UNIAIR , CRF ha cercato di seguire un approccio che fosse il più flessibile. Come ci dicono gli ingegnieri del CRF: «L’ UNIAIR Engine Control System consiste allo stato attuale delle cose, di due unità separate deputate al “Air Control” (controllo del flusso d’aria) e al “Engine Controllo” (controllo motore). L’ Air Control Unit pilota elettronicamente l’attuatore elettroidraulico delle valvole motore al fine di controllare la Quantità e la Qualità dell’aria immessa in ciascun cilindro».
L’UNIAIR inoltre, abbandona la complicata realizzazione dei motori odierni, che richiedono l’utilizzo di cavi per la gestione della valvola a farfalla, valvole all’interno dei condotti di aspirazione e punterie con recupero automatico del gioco, per un sistema più sofisticato, ma nello stesso tempo più semplice e meno costoso da mettere da punto.

La ECU mantiene ancora il suo ruolo di primo piano, gestendo tutti i fattori inerenti la combustione, e nello stesso tempo comunica elettronicamente con l’ Air Control Unit. Questo sistema può essere in futuro integrato, creando un’unità funzionale più efficiente che gli ingegnieri di FIAT chiamano “UNIAIR Engine Contro System”. L’unità di controllo singola porterà risparmi stimati attorno al 15-20% rispetto ai costi attuali.
Quando l’acceleratore è poco premuto, la ECU traduce questa azione in una richiesta di una certa massa di aria, che viene trasmessa alla Air Control Unit , che a sua volta aziona le valvole in relazione alla richiesta stessa, dopo aver tenuto conto delle condizioni ambientali e dell’olio, così come dello stato del motore e delle richieste di guidabilità.

Altri commenti da parte di FIAT: “L’azionamento indipendente delle due valvole di aspirazione apre la via ad una gestione puntuale delle caratteristiche di combustione attraverso il controllo del movimento della carica. In condizioni di alti carichi e quando viene richiesta la massima potenza la strategia più efficace è quella del funzionamento in modalità “full lift”, mentre riducendo il carico del motore possono essere adottate varie strategie di azionamento delle valvole per ottenere un controllo ottimale della combustione e la migliore efficienza complessiva”.

Dopo acer dimostrato di saper dettare il passo nella tecnologia diesel, più recentemente con lo sviluppo del common rail, ormai diffusamente adottato nel mondo dell’auto, gli ingegnieri FIAT vogliono dimostrare di essere all’avanguardia anche nel campo dei motori a benzina.
Sarà questo un passo avanti rivoluzionario, così come ci appare? Abbiamo girato la domanda ad una delle firme più conosciute dell’Ingegneria del Regno Unito, PNM, che ha partecipato per un certo periodo allo sviluppo di questa tecnologia di controllo elettronico delle valvole motore. «L’impatto che questa nuova forma di controllo delle valvole rappresenta non può essere sottovalutato», ha commentato il Direttore Generale di PNM, Pete Musgrove, «Il controllo elettronico della distribuzione permette agli ingegnieri di ricercare una completa ottimizzazione dell’alimentazione, nella direzione di un miglioramento dell’efficienza che è anche quanto richiesto dalla regolamentazione comunitaria Europea».
«Cambierà l’intera maniera di intendere l’alimentazione, e una volta che saranno raggiunti elevati volumi produttivi, anche grazie all’intrinseca semplicità del sistema, il riparmio in termini di costi potrà essere anche maggiore, lasciando aperta la strada ad ulteriori future integrazioni del sistema»”.

Questo articolo seguito ad uno analogo edito circa un anno e mezzo fa su “Automobilismo” apre eccitanti prospettive per chi come me è un appasionato di auto italiane e ha sempre guidata “a benzina”. Quando ormai sembrava che tutti noi che usiamo l’auto tutti i giorni e percorriamo più di 10.000 Km/anno fossimo destinati ad una scelta obbligata a gasolio, ecco comparire uno spiraglio: nulla da eccepire sui nuovi diesel che sicuramente hanno guadagnato tantissimo in termini di piacere di guida e guidabilità, ma quando parliamo di motori sportivi o di sound non siamo ancora a livello dei benzina.
L’argomento in ogni caso mi sembrava potesse interessare un pò tutti anche per un sentimento di orgoglio che personalemente mi sucita (e spero accada anche ad altri) che quando vogliamo noi italiani sappiamo stare in prima linea anche nel campo della tecnica e della scienza.
Aspetto i commenti di tutti per una discussione “costruttiva”.

 
ottimo documento...ma veniamo al dunque.Si sa con precisione quando verranno effettivamente prodotti?
Certo che 10 anni di sviluppo sono tanti,dev'essere proprio una svolta "epocale" nei motori....
Secondo me la prima ad usufruirne sara' la Ferrari.
 
mivar":1tuz9593 ha detto:
Certo che 10 anni di sviluppo sono tanti,dev'essere proprio una svolta "epocale" nei motori....
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C'è da dire che in qs. ultimi 10 anni l'elettronica ha fatto passi da gigante nel settore automotive e dunque, il protrarsi della sperimentazione può essere anche dovuto dalle nuove tecnologie a disposizione.
 
I primi uniair in produzione dovrebbero arrivare nel 2007-8: inizialmente dedicati ai motori top di gamma (V6 Alfa, Maserati, Ferrari) si estenderanno progressivamente su tutti i benzina.
L'arrivo delle versioni Multiair (cioè con controllo anche sulle valvole di scarico) dovrebbe seguire nel 2010 con l'adozione sui motori diesel multijet.
 
speriamo che il brevetto rimanga in Italia e non vengo poi venduto a qualche azienda estera,come per il common rail.....
 
mivar":1mrr1ddd ha detto:
speriamo che il brevetto rimanga in Italia e non vengo poi venduto a qualche azienda estera,come per il common rail.....
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ecco stavo giusto pensando a questo

vedrai che quando l'avranno praticamente finito venderanno il brevetto perchè serve liquidità :KO) :KO)
 
Arcy79":1p312mcn ha detto:
mivar":1p312mcn ha detto:
speriamo che il brevetto rimanga in Italia e non vengo poi venduto a qualche azienda estera,come per il common rail.....
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Speriamo che stavolta c'è la facciano da soli
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Mi sa che una delle poche merci di scambio che abbiamo con la futura socia della partnership dichiarata da Marchionne sia proprio la tecnologia di questi motori. Un po' come con i multijet con GM...
:KO) :OK) :KO) :OK) :KO) :OK) ...
 
Arcy79":1frljrx0 ha detto:
mivar":1frljrx0 ha detto:
speriamo che il brevetto rimanga in Italia e non vengo poi venduto a qualche azienda estera,come per il common rail.....
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Speriamo che stavolta c'è la facciano da soli
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Beh, "da soli" intendendo il CRF è impossibile, perché sono attrezzati solo per piccole produzioni, ma il "piccolo diesel" (il 1.3) è rimasto nel Gruppo FIAT, essendo stato industrializzato e prodotto da Magneti Marelli.
La speranza ovviamente è che vada così anche per il Multiair/Uniair. :OK)
 
Progetto937":1ud5bszp ha detto:
Beh, "da soli" intendendo il CRF è impossibile, perché sono attrezzati solo per piccole produzioni, ma il "piccolo diesel" (il 1.3) è rimasto nel Gruppo FIAT, essendo stato industrializzato e prodotto da Magneti Marelli.
La speranza ovviamente è che vada così anche per il Multiair/Uniair. :OK)
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Beh non è che il 1.3 sia una cosa così rivoluzionaria,tutte le caseavevano un piccolo diesel...era ora che anche Fiat lo avesse :p
Tra l'altro viene montato anche sulla corsa... ;)

Intuizioni come il common rail sono difficili da inventare.

L'uniair o il multiair sono sistemi che vanno in concorrenza con soluzioni anche di altre case :OK)
Pensa all'iniezione diretta FSI o alla fasatura doppio Vanos,verranno sicuramente migliorate :OK)
 
fiffi66":3g8ies36 ha detto:
Arcy79":3g8ies36 ha detto:
mivar":3g8ies36 ha detto:
speriamo che il brevetto rimanga in Italia e non vengo poi venduto a qualche azienda estera,come per il common rail.....
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Speriamo che stavolta c'è la facciano da soli
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Mi sa che una delle poche merci di scambio che abbiamo con la futura socia della partnership dichiarata da Marchionne sia proprio la tecnologia di questi motori. Un po' come con i multijet con GM...
:KO) :OK) :KO) :OK) :KO) :OK) ...
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L'annunciata partnership industriale anticipata da Marchionne alla presentazione della Grande Punto è stata svelata: si tratta della Ford. L'alleanza è PURAMENTE INDUSTRIALE, non prevede alcuno scambio azionario e si concetrerà sulla Nuova 500 (derivata dal prototipo 3+1). La vetturetta, derivata dal pianale Panda, è attesa come una cittadina shic e sfiziosa (sarà un'operaazione in stile "Mini"); la Ford deriverà dello stesso pianale e meccanica la Nuova Ka. Entrambe le vetture verranno prodotte nello stabilimento polacco FIAT di Bielsko Biala.
 
doctorAR":1jxpk7ci ha detto:
L'annunciata partnership industriale anticipata da Marchionne alla presentazione della Grande Punto è stata svelata: si tratta della Ford. L'alleanza è PURAMENTE INDUSTRIALE, non prevede alcuno scambio azionario e si concetrerà sulla Nuova 500 (derivata dal prototipo 3+1). La vetturetta, derivata dal pianale Panda, è attesa come una cittadina shic e sfiziosa (sarà un'operaazione in stile "Mini"); la Ford deriverà dello stesso pianale e meccanica la Nuova Ka. Entrambe le vetture verranno prodotte nello stabilimento polacco FIAT di Bielsko Biala.
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beh no si tratta di un'alleanza vera e propria, bensì + di una joint-venture :OK) :OK)

ne sono contento :OK)
 
Da Autoblog.it:

Arrivano i motori Uniair e Multiair Fiat
venerdì 02 settembre 2005 08:32:57 CEST da Luca

Sistema Uniair Alfa Romeo.

E' stata approvata per il 2007 la produzione dei motori del gruppo Fiat dotati di Uniair, il sistema di variatura della fase delle valvole, che permetterà di incrementare coppia e potenza dei motori (del 10-15%), riducendo i consumi (del 10% circa) e le emissioni inquinanti. Il sistema è simile in linea di principio al Valvetronic BMW. Maggiori dettagli in questa presentazione del Centro Ricerche Fiat (pdf, pagina 5).

La tecnologia dovrebbe essere montata sia su motori benzina (che dovrebbero chiamarsi Uniair) che diesel (Multiair), nei quali dovrebbe servire anche per ridurre gli ossidi di azoto in ottica della futura omologazione Euro5.

L'adozione della tecnologia Uniair dovrebbe permettere un interessante salto di prestazioni. Secondo i ben informati dei forum di Autopareri: Il motore 3.2 JTS della 159 model year 2008 dovrebbe passare da 260 cv a 6200 giri/min a 300 cv a 6500 giri/min, il consumo da 11,5 l/100 km a 10 l/100 km, il tempo per accelerare da 0-100 km/h scendere di un secondo secco (da 7 a 6 secondi). Il 2.2 JTS passerebbe invece da 185 a 200 cavalli. Ma l'interesse è puntato anche sulle versioni GTA ...
 
doctorAR":12s48kgu ha detto:
Da Autoblog.it:

Arrivano i motori Uniair e Multiair Fiat
venerdì 02 settembre 2005 08:32:57 CEST da Luca

Sistema Uniair Alfa Romeo.

E' stata approvata per il 2007 la produzione dei motori del gruppo Fiat dotati di Uniair, il sistema di variatura della fase delle valvole, che permetterà di incrementare coppia e potenza dei motori (del 10-15%), riducendo i consumi (del 10% circa) e le emissioni inquinanti. Il sistema è simile in linea di principio al Valvetronic BMW. Maggiori dettagli in questa presentazione del Centro Ricerche Fiat (pdf, pagina 5).

La tecnologia dovrebbe essere montata sia su motori benzina (che dovrebbero chiamarsi Uniair) che diesel (Multiair), nei quali dovrebbe servire anche per ridurre gli ossidi di azoto in ottica della futura omologazione Euro5.

L'adozione della tecnologia Uniair dovrebbe permettere un interessante salto di prestazioni. Secondo i ben informati dei forum di Autopareri: Il motore 3.2 JTS della 159 model year 2008 dovrebbe passare da 260 cv a 6200 giri/min a 300 cv a 6500 giri/min, il consumo da 11,5 l/100 km a 10 l/100 km, il tempo per accelerare da 0-100 km/h scendere di un secondo secco (da 7 a 6 secondi). Il 2.2 JTS passerebbe invece da 185 a 200 cavalli. Ma l'interesse è puntato anche sulle versioni GTA ...
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Speriamo bene...così si inizierebbe a ragionare... :OK)
 
Friendevil":pew5p1yy ha detto:
doctorAR":pew5p1yy ha detto:
Da Autoblog.it:

Arrivano i motori Uniair e Multiair Fiat
venerdì 02 settembre 2005 08:32:57 CEST da Luca

Sistema Uniair Alfa Romeo.

E' stata approvata per il 2007 la produzione dei motori del gruppo Fiat dotati di Uniair, il sistema di variatura della fase delle valvole, che permetterà di incrementare coppia e potenza dei motori (del 10-15%), riducendo i consumi (del 10% circa) e le emissioni inquinanti. Il sistema è simile in linea di principio al Valvetronic BMW. Maggiori dettagli in questa presentazione del Centro Ricerche Fiat (pdf, pagina 5).

La tecnologia dovrebbe essere montata sia su motori benzina (che dovrebbero chiamarsi Uniair) che diesel (Multiair), nei quali dovrebbe servire anche per ridurre gli ossidi di azoto in ottica della futura omologazione Euro5.

L'adozione della tecnologia Uniair dovrebbe permettere un interessante salto di prestazioni. Secondo i ben informati dei forum di Autopareri: Il motore 3.2 JTS della 159 model year 2008 dovrebbe passare da 260 cv a 6200 giri/min a 300 cv a 6500 giri/min, il consumo da 11,5 l/100 km a 10 l/100 km, il tempo per accelerare da 0-100 km/h scendere di un secondo secco (da 7 a 6 secondi). Il 2.2 JTS passerebbe invece da 185 a 200 cavalli. Ma l'interesse è puntato anche sulle versioni GTA ...
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Speriamo bene...così si inizierebbe a ragionare... :OK)
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Autoblog è un sito abbastanza affidabile (forse anche un pò di parte, visto che Alfa ne è lo sponsor ufficiale). Per quello che ne so io l'immissione dei motori Uni-Multijet dovrebbe avvenire a partire dal 2008, ma è possibilissimo (visto che sono allo studio da 10 anni) che qualche modello possa già adottarli in anteprima nel 2007 (almeno a livello di presentazione nei saloni). In ogni caso questa rappresenta davvero una marcia in più per il gruppo FIAT visto che NESSUNO ha ancoro sviluppato un sistema tanto efficiente quanto poco complesso (già brevettato CFR).
il Gruppo FIAT potrebbe addirittura decidere di fornirlo a qualche partner, chiaramente dietro lauto compenso monetario o in tecnologia equivalente (ad esempio tecnologia per motori ibridi), chiaramente MANTENENDO la proprietà del brevetto e dopo un lasso di tempo suffucientemente lungo da non far sorgere equivoci riguardo la paternità del progetto (anzi fosse per me - l'avrei fatto anche per i Multijet - pretenderei tanto di targhetta in bella vista nel cofano motore recante la scritta "Enginered by CRF" ("made in Alfa Romeo" potrebbe risultare troppo "offensivo" per certi partner).
 
Per gli scettici vorrei annunciare che presso il CRF è già in prova da un anno una versione del 1.6 JTS Uniair montato su Alfa 147 Serie 0.
Il motore (aspirato) e derivato dal precedente 1.6 TS 16v, ha erogato al banco la ragguardevole potenza di 150 CV; quello attualmente montato sulla 147 sperimentale ha un tuning diverso, eroga 135 CV, e viene utilizzato per le prove di affaticamento, guidabilità e consumi.
Le premesse ci sono tutte: speriamo che arrivi in produzione su tutta la gamma quanto prima.
 
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