21.02.2003

Mobilità e ambiente: l'innovazione tecnologica di Fiat Auto


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Le strategie ambientali di Fiat Auto trovano concretezza negli sviluppi tecnologici.
La tecnologia, infatti, è l'unica soluzione possibile ai problemi dell'ambiente e della mobilità. Come dimostrano i progressi che, nel corso degli anni, hanno consentito di ridurre drasticamente le emissioni allo scarico, i consumi di combustibile, la rumorosità degli autoveicoli.
Si tratta di tappe significative che danno valore al concetto di mobilità sostenibile. Di seguito sono illustrati i recenti progressi tecnologici già conseguiti da Fiat Auto in campo ambientale, oltre agli sviluppi in atto e agli indirizzi futuri.


Motori diesel

Nel campo dei propulsori diesel, Fiat Auto ha sempre giocato un ruolo da protagonista: nel 1989, per esempio, con il lancio della Croma 1.9 TD i.d., prima vettura di serie al mondo con un propulsore diesel a iniezione diretta. E ancora: nel 1997 è stata la prima Casa automobilistica a commercializzare un motore diesel ad iniezione diretta con tecnologia "Common Rail". E oggi Fiat Auto compie un ennesimo "salto di qualità" con l'introduzione dei sistemi Multijet.
È proprio il sistema Multijet che permette al diesel di essere protagonista nell'ambito del Salone "progetto Città", ed in particolare di annoverare quest'ultimo propulsore tra le più innovative motorizzazioni ecologiche.
Che il diesel sia vincente nell'ambito delle trazioni a combustione interna lo sta dimostrando la sua crescente penetrazione di mercato in tutte le categorie di veicoli, conseguenza di una supremazia netta dal punto di vista della riduzione dei consumi e, quindi, della produzione di gas serra.
Rispetto alle precedenti motorizzazioni diesel, il sistema Multijet consente di risolvere i problemi residui che sono caratteristici dei propulsori a gasolio rispetto a quelli a benzina, per quanto riguarda l'inquinamento: acustico, ma soprattutto ambientale, a causa degli ossidi di azoto e del particolato.
Il principio che sta alla base del sistema Multijet è la gestione flessibile dell'iniezione di combustibile in camera, che viene frazionata in più fasi (le cosiddette iniezioni multiple) in funzione del regime e della coppia desiderata. L'iniezione "pilota", già presente sul sistema Unijet, viene seguita da un'ulteriore piccola "iniettata" preliminare che avvia la combustione prima dell'iniezione principale, evitando una troppo brusca salita di pressione in camera di combustione con conseguente attenuazione della rumorosità. L'iniezione principale stessa può essere sdoppiata al fine di evitare il raggiungimento di temperature di combustione troppo elevate, con riduzione degli ossidi di azoto. Infine, una extra-iniettata dopo l'iniezione principale aiuta l'ossidazione del particolato riducendo la fumosità.
Con queste strategie il diesel 1.3 Multijet è pronto a soddisfare, senza l'impiego della trappola di particolato e con più di due anni di anticipo, i limiti EURO 4 previsti a partire dal 2005, e destinati a dare un contributo sostanziale alla soluzione dei problemi di compatibilità ambientale dei motori a combustione interna.
Il diesel Multijet, quindi, come soluzione ai problemi ambientali (inquinamento e gas serra). Non solo. Il 1.3 Multijet risolve anche, attraverso una discontinuità tecnologica degna della tradizione Fiat, i problemi di peso e di ingombro che hanno sempre afflitto questo tipo di motorizzazioni. Fino ad ora il diesel era un motore che per peso ed ingombro mal si conciliava con le vetture supercompatte da città, sulle quali la diffusione del diesel è rimasta limitata o assente. Oggi il 1.3 Multijet ha risolto questo ulteriore problema grazie ad un'opera di raffinata ingegneria e miniaturizzazione, che nel complesso ha dato vita ad un prodotto "rivoluzionario".
L'impegno di Fiat Auto per il miglioramento dei propulsori diesel non finisce però con il sistema Multijet. In una prospettiva legislativa, che vede l'introduzione a livello europeo di norme sempre più severe, sono in sviluppo altre tecnologie orientate alla riduzione delle emissioni.
In particolare, è allo studio il controllo elettroidraulico delle valvole di aspirazione e scarico che consente la gestione flessibile dell'aria aspirata con numerosi vantaggi in termini di emissioni, consumi e prestazioni.


Motori a benzina

Da alcuni mesi chi acquista un'Alfa 156 o Sportwagon può scegliere le versioni equipaggiate con il 2.0 JTS, primo motore a benzina a iniezione diretta in camera con una potenza specifica superiore a 60 kW/l (82 CV/l) e una coppia specifica di oltre 100 Nm/l.
Si tratta, dunque, di un propulsore ad altissime prestazioni che dal suo particolare sistema di combustione prende il nome di JTS (Jet Thrust Stoichiometric), sigla destinata a distinguere tutta una famiglia di futuri motori di Fiat Auto.
Per il cliente, tutto ciò significa disporre di un due litri che:

  • rispetta già i rigorosi limiti sulle emissioni Euro 4;
  • non ha bisogno di benzina a basso tenore di zolfo ma impiega il normale carburante già distribuito in Europa e negli Stati Uniti.
Il 2.0 JTS rappresenta, dunque, un vero e proprio balzo tecnologico. E un altro passo in avanti è previsto con la futura introduzione dell'Uniair: il sistema di gestione elettroidraulico delle valvole di aspirazione, destinato a rivoluzionare il campo dei propulsori a benzina, proprio come l'Unijet aveva fatto con i motori Diesel. Sviluppato dal Centro Ricerche Fiat, il sistema Uniair consente significative riduzioni dei consumi grazie all'eliminazione delle perdite di pompaggio dovute alla depressione generata ai carichi parziali dalla farfalla, che viene completamente eliminata.


Motori a metano

Le motorizzazioni a metano costituiscono una delle linee guida dell'impegno ambientale di Fiat Auto, che prosegue costantemente nella loro diffusione sul mercato. Come dimostra la recente introduzione del Doblò bipower cui seguirà, nel corso di quest'anno, una versione bipower della Punto.
L'impegno non è solo volto all'estensione dei veicoli a metano, ma è anche accompagnato da attività di ricerca mirate a migliorare ulteriormente le prestazioni dei motori e dei sistemi di stoccaggio.
In particolare per i motori:

  • l'adozione di un sistema di iniezione "quasi-diretta" del metano, cioè con posizionamento degli iniettori a ridosso delle valvole di aspirazione, che comporta vantaggi in termini di prestazioni (maggior quantità di aria aspirata) e di consumi;
  • l'applicazione del sistema di controllo elettroidraulico delle valvole di aspirazione e scarico, con eliminazione della farfalla, come già citato per i motori diesel e benzina, che consente di sfruttare meglio le caratteristiche antidetonanti del metano ottimizzando il rapporto di compressione.



Trasmissioni

Le innovazioni nel campo dei motopropulsori sono accompagnate da un parallelo impulso alla diffusione della trasmissione automatizzata Selespeed, già ampiamente disponibile sui modelli del Gruppo e con un ulteriore ampliamento su tutta la gamma medio-bassa entro le fine dell'anno.
La trasmissione Selespeed è caratterizzata dalla gestione ottimale dei cambi marcia la quale, unita alla sua elevata efficienza meccanica - che rimane quella tipica di una trasmissione manuale - fa sì che si possano conseguire significative riduzioni dei consumi nella guida urbana, valutabili in circa il 10%.
Frutto della ricerca Fiat e industrializzata da Magneti Marelli, la trasmissione Selespeed compete con i cambi automatici convenzionali del tipo Power Shift e prevede ulteriori sviluppi per ridurre il "buco di coppia", caratteristico del cambio di marcia delle trasmissioni automatizzate. Due le soluzioni allo studio: una prende in esame la "velocizzazione" dell'attuazione (soluzione "Sofast"); l'altra punta all'adozione di cambi a doppio albero e doppia frizione (soluzione "Ecoshift").


Ibridi

La disponibilità della trasmissione automatizzata Selespeed pone le basi per l'introduzione di architetture di propulsione ibride, cioè l'abbinamento del motore termico con una macchina elettrica.
Infatti il Selespeed consente, attraverso la gestione della frizione, di disaccoppiare il motore termico dalla trasmissione; mentre la macchina elettrica aggiuntiva gestisce la coppia di trazione, che può essere sostitutiva o addizionale a quella termica.
Fiat Auto è impegnata da anni nello studio di architetture ibride che coprono l'ampio spettro delle soluzioni che vanno dall'ibrido "full performances" (ad elevata autonomia in elettrico) fino all'ibrido "ultraminimo", passando attraverso il cosiddetto "ibrido minimo".
La soluzione di ibrido "full performances" di Fiat Auto, denominata Hybridpower, è stata sperimentata con una flotta di dieci vetture Multipla messe a disposizione del comune di Napoli nell'ambito del Progetto Atena.
Sviluppata in collaborazione con il Centro Ricerche Fiat, la soluzione di "ibrido minimo" (denominata Ecodriver) ha portato ad approfondite analisi relative al suo abbinamento con diversi tipi di propulsori termici, compresi quelli a metano. Questa proposta, inoltre, è particolarmente idonea all'impiego cittadino, come dimostrano i risparmi di consumo valutati tra il 35% e il 40%, mentre sul ciclo combinato i valori si attestano tra il 20% e il 25%.
Non solo. Oltre alla riduzione dei consumi, Ecodriver offre sensibili benefici anche sulla limitazione delle emissioni. Merito dell'azione di livellamento del carico del motore che può essere operata dalla macchina elettrica.
Infine l'ibrido "ultraminimo". Interessante dal punto di vista dei costi, la soluzione consente di ridurre i consumi - circa il 20% nell'impiego urbano - grazie ad una gestione intelligente del motore termico (accensione/spegnimento).
Per il futuro prossimo Fiat Auto ritiene proprio questi sistemi di propulsione ibridi, una delle soluzioni più promettenti in termini di riduzione dei consumi ed abbattimento delle emissioni. In attesa, fra 15 - 20 anni, dell'arrivo di sistemi di propulsione basati sull'impiego delle Fuel Cell.
Da qui, coerente con queste previsioni, Fiat Auto ha avviato:

  • da un lato la valutazione dell'applicabilità diffusa dell'ibrido "ultraminimo" abbinato al Selespeed;
  • dall'altro lo sviluppo industriale dell'Ecodriver abbinato al nuovo 1.3 Multijet 16v, per la realizzazione di veicoli a minimo impatto ambientale destinati al trasporto urbano di persone e merci.



I sistemi di propulsione a Fuel Cell

Anche se i sistemi di propulsione a Fuel Cell con ogni probabilità non saranno disponibili in maniera diffusa prima della fine della prossima decade, Fiat Auto già da qualche anno è attiva nella loro analisi.
Nel febbraio del 2001 è stata presentata la Seicento Fuel Cell, realizzata con il supporto del Centro Ricerche Fiat. La vettura è dotata di una fuel cell da 5kW alimentata da idrogeno, che offre una autonomia superiore ai 100 km.
Attualmente è in sviluppo un prototipo di seconda generazione di Seicento Fuel Cell caratterizzato da un incremento della potenza (20 kW) e da una ottimizzazione del sistema di stoccaggio dell'idrogeno, mantenendo inalterata l'abitabilità del veicolo. Senza dimenticare che Fiat Auto partecipa agli sviluppi di General Motors nel campo dei sistemi a Fuel Cell ed usufruirà in futuro dei risultati di questi programmi.
È ancora presto per dire se questa soluzione sarà effettivamente il "futuro del trasporto". Tuttavia, le Fuel Cell sembrano essere molto promettenti indipendentemente dal successo dell'idrogeno come vettore energetico, in quanto possono essere alimentate anche da altri combustibili atti a liberare l'idrogeno necessario alla conversione elettrochimica o in appositi dispositivi esterni o direttamente all'interno della fuel cell, grazie a sistemi catalitici di conversione.


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