Motori PureTech di Citroen, forte riduzione delle emissioni inquinanti e dei consumi di carburante

Le specifiche tecniche della nuova generazione di motori PureTech, ha imposto un vero cambiamento a livello di progettazione meccanica. Infatti, avendo come obiettivo una forte riduzione delle emissioni inquinanti e dei consumi di carburante, il progetto doveva anche ridurre la massa totale dell’insieme, aumentandone la compattezza. Infine, una potenza specifica di 50 kW/litro conclude la descrizione del progetto. Sono state sviluppate diverse cilindrate, e oggi se ne propongono (o commercializzano) due: da 1 litro e da 1,2 litri, con potenze comprese tra 68 e 82 cv CEE (da 50 a 60 kW). In base ai modelli e ai tipi di pneumatici, i consumi su percorso misto di questa nuova famiglia di motori sono compresi tra 4,3 e 4,6 l/100 km, che corrisponde a emissioni di CO2 da 99 a 107 g/km. La riduzione su questi valori è nell’ordine del 25% in confronto ai motori della generazione precedente. PRESTAZIONI CHE RISPONDONO PERFETTAMENTE ALLE ASPETTATIVE

Sono già disponibili 2 versioni della motorizzazione PureTech:

PureTech VTi 68: riduzione del consumo di 1,6 litri su 100 km Proposta su C3, la versione VTi 68 prevede una cilindrata di 999 cm3. La potenza massima, da 50 kW a 6.000 giri/min aumenta di 6 kW (10 cv) in confronto al motore da 1,1 litri di cilindrata, che sostituisce. I progressi sono notevoli in ogni campo: + 8 km/h per la velocità massima, miglioramento di 2,3 s nell’accelerazione da 0 a 100 km/h, riduzione del consumo con 4,3 l/100 km sul ciclo misto, cioè un guadagno di 1,6 l/100 km (- 27%). La riduzione di emissioni di CO2 è di 38 g per attestarsi a 99g/ km.

PureTech VTi 82: risparmio e prestazioni di alto livello Disponibile su C3 e DS3, il motore VTi 82 offre una cilindrata di 1.199 cm3. La potenza massima raggiunge 60 kW a 5.750 giri/min, cioè un guadagno di 6 kW (9 cv) in confronto al motore da 1,4 litri, che sostituisce. Anche in questo caso, i vantaggi sono grandi: + 11 km/h per la velocità massima, riduzione di 1,9 s nell’accelerazione da 0 a 100 km/h e riduzione del consumo di 1,5l/100km (- 25% rispetto alla generazione precedente) per raggiungere 4,5 l/100 km. Le emissioni di CO2 sono ridotte di 35 g per attestarsi a 104 g/km. Sulla nuova C-Elysée è già disponibile un’altra versione della stessa cilindrata (VTi 72).

CARATTERISTICHE CHE INTEGRANO IL MEGLIO DELLA TECNOLOGIA La famiglia di motori PureTech integra le tecnologie più moderne per rispondere al meglio alle aspettative degli utenti: · Una distribuzione con 2 alberi a camme in testa, a 4 valvole per cilindro, comandate direttamente dalle punterie meccaniche, per un miglior riempimento e un miglior rendimento. · Una fasatura idraulica a variazione continua per gli alberi a camme di aspirazione e di scarico, per un maggiore piacere di guida a regimi bassi e medi e un consumo ottimizzato. · Un comfort, per quanto riguarda le vibrazioni, e un silenzio migliorati grazie a un albero di equilibratura controrotante, sulla versione VTi 82. · Una gestione elettrica che permette di ottimizzare la carica della batteria con un funzionamento dell’alternatore, a ruota libera, sfruttato al massimo quando non richiede dispersione d’energia.

UN NUOVO APPROCCIO PER OBIETTIVI AMBIZIOSI Per raggiungere questi risultati, lo sviluppo ha richiesto diverse modifiche; queste sono le principali: · Riduzione della cilindrata (downsizing), · Scelta di un motore a tre cilindri anziché a quattro, · Riduzione della massa e miglioramento della compattezza, · Diminuzione degli attriti interni, · Ottimizzazione della combustione.

Per realizzare questa nuova generazione di motori sono stati depositati 52 brevetti; 23 riguardano la struttura del motore, 20 il controllo del motore e 9 le procedure e le attrezzature specifiche di fabbricazione.

Il downsizing, con un miglioramento del rendimento Oltre ai miglioramenti apportati a proposito di massa e attriti, la tecnologia del downsizing permette di ridurre sensibilmente i consumi di carburante e le emissioni di CO2. Già applicata con successo su altre motorizzazioni benzina e Diesel dalla Marca, è ancora più giustificata su questa gamma di motori che da oggi diventa la meccanica della fascia base della gamma. Sarà installata sui veicoli più leggeri e quindi maggiormente in grado di ridurre la media delle emissioni dalla Marca. Per mantenere un livello di performance almeno al pari delle motorizzazioni sostituite, è stato necessario migliorare il rendimento in modo da compensare la diminuzione della cilindrata. Tre cilindri anziché quattro, per molteplici vantaggi La scelta di un motore a 3 cilindri, anziché 4, offre numerosi vantaggi: riduzione delle perdite a causa degli attriti, diminuzione del numero di parti in movimento, riduzione della massa e compattezza sono vantaggi che permettono anche di limitare i consumi di carburante.

Riduzione iduzione della massa e maggiore compattezza Grazie alla riduzione del numero di cilindri, ma anche alla ridefinizione di alcuni organi, la diminuzione della massa, in confronto ai motori sostituiti, è di 25 kg per il motore VTi 68, e di 21 kg per la versione VTi 82, che corrisponde a una riduzione superiore al 20%, per il motore assemblato, senza i relativi accessori (alternatore, motorino di avviamento, …). Le testate, in lega leggera, possono beneficiare dell’integrazione di diverse funzioni che limitano la massa e il volume, grazie a un processo di fusione specifico (processo lost foam). Il collettore di scarico è direttamente integrato nella testata, e permette una riduzione del numero di parti e un alleggerimento della massa. Anche il modulo d’uscita del circuito di raffreddamento e il supporto motore superiore integrati sono tra i pezzi prodotti direttamente nella fonderia di Charleville.

Sin dall’avvio del progetto, il carter cilindri in lega leggera, insieme a un lavoro di co-concezione dei team di design, della fonderia e della produzione, e l’aggiunta della tecnologia digitale nei settori meccanico, termo meccanico e acustico, ha permesso anche la riduzione della massa e l’integrazione di diverse funzioni. Realizzato in alluminio pressofuso, il carter cilindri prevede delle camicie inserite al momento della fusione, effettuata nella fonderia di Mulhouse. Il guadagno è notevole anche per quanto riguarda la compattezza, con circa 100 mm in meno in larghezza, 70 mm in altezza, accessori inclusi.

Una grande riduzione degli attriti e del numero di parti in movimento Le scelte realizzate al momento della concezione della famiglia di motori PureTech hanno portato a migliorie su alcuni pezzi più importanti per ridurre le perdite meccaniche per attrito, che costituiscono circa il 20% della potenza assorbita da un motore. Le parti principali od organi coinvolti sono l’albero motore, a causa delle dimensioni, e il disassamento dei fusti dei pistoni. I perni dei pistoni, i segmenti e le punterie della distribuzione sono muniti di un rivestimento a bassa frizione (DLC – Diamond Like Carbon) per limitare gli attriti. La pompa dell’olio regolata, a cilindrata variabile, permette di fornire in modo permanente la pressione ottimale per la lubrificazione. Gli attriti collegati al funzionamento di tale pompa sono così ridotti del 30%. La cinghia di distribuzione, umida e integrata in un carter, ha una durata di vita uguale a quella della vettura. Anche questa tecnologia contribuisce a un funzionamento più silenzioso. Queste modifiche rendono il motore PureTech il nuovo riferimento della categoria per quanto riguarda gli attriti, con una riduzione complessiva nella misura del 30%.

Una combustione ottimizzata per una riduzione massima del consumo e delle emissioni Il sistema di combustione, elemento fondamentale per il consumo e le emissioni, permette di sfruttare al meglio le tecnologie di cui è dotato il motore. La scelta del rapporto tra alesaggio e corsa è stato determinato per ottimizzare il compromesso tra il rendimento intrinseco del sistema di combustione e le perdite del motore a causa degli attriti. L’aerodinamica interna (condotti d’aspirazione, forma della testa dei pistoni e della camera di combustione con un rapporto volumetrico di 11 a 1) sono stati migliorati per consentire il funzionamento del sistema di combustione con alti tassi di IGR (Internal Gas Recirculation) che abbassano i consumi e le emissioni di gas inquinanti. Per ridurre il tempo di raggiungimento della temperatura del motore, è stata adattata la tecnologia cosiddetta di “Split Cooling”. Inizialmente, a motore freddo, i circuiti di raffreddamento del blocco cilindri e della testata sono separati per ottimizzare il raggiungimento della temperatura della meccanica. Questo offre due vantaggi: ridurre le emissioni di CO2, che a motore freddo sono più elevate, e un’efficienza maggiore per portare in temperatura l’abitacolo. Per il massimo dell’efficienza, il catalizzatore a 3 vie è installato all’uscita del motore ed è dotato di 2 sonde lambda.