Il Gruppo Fiat, attraverso la sua divisione Fiat Powertrain Technologies (FPT), ha rivoluzionato il settore dei motori diesel con lo sviluppo del sistema Multijet. Questa innovativa tecnologia, nata dall'evoluzione del principio del "Common Rail" di Fiat ed Elasis, ha segnato un punto di svolta nell'ottimizzazione della combustione del gasolio, puntando a una maggiore efficienza, prestazioni superiori e una significativa riduzione delle emissioni inquinanti e acustiche. La seconda generazione di questi propulsori, denominata Multijet II, rappresenta un ulteriore salto qualitativo, introducendo soluzioni all'avanguardia per soddisfare normative ambientali sempre più stringenti e offrire un'esperienza di guida superiore.
Le Origini del Multijet: Una Rivoluzione nell'Iniezione Diesel
Il sistema Multijet è un sistema di alimentazione per motori a gasolio, progettato e sviluppato nel 1999 dal Gruppo Fiat Alfa Romeo e successivamente prodotto dalla divisione Fiat Powertrain Technologies. La sua genesi affonda le radici nel brevetto del "Common Rail" per motori diesel, un'innovazione che ha permesso di elevare le prestazioni e l'efficienza di questi propulsori a livelli prima impensabili. La particolarità che ha distinto questo propulsore dai precedenti diesel common rail è la combustione, più lenta e graduale a parità di gasolio bruciato all'interno del cilindro. Questo risultato è stato ottenuto aumentando il numero delle iniezioni, dalle due del precedente motore UniJet a cinque per ogni singola combustione.
Questa evoluzione dell'iniezione diretta fa ottenere al motore un miglioramento delle prestazioni, in particolare ai bassi regimi e contemporaneamente ha permesso una diminuzione delle emissioni acustiche e inquinanti. La prima applicazione mondiale del sistema Multijet avviene nel 2002 sulla Alfa Romeo 156 1.9 M-JET 16V, un modello che ha inaugurato una nuova era per i motori diesel italiani.
La Tecnologia Multijet: Iniezione Multipla per Prestazioni Ottimali
Il cuore della tecnologia Multijet risiede nella sua capacità di gestire un numero elevato di iniezioni di gasolio per ogni ciclo di combustione. Rispetto ai precedenti sistemi di iniezione common rail, il Multijet prevede appunto l'introduzione di altri tipi di iniezione (denominate pre e post) fino a un totale di cinque, che permettono rispettivamente il controllo del motore a freddo e la rigenerazione del filtro anti-particolato. Questo approccio consente una gestione estremamente precisa della combustione, che risulta più graduale e controllata.
Le iniezioni multiple, anche molto vicine tra loro, permettono un migliore sfruttamento dell'aria immessa nei cilindri e una combustione più completa del carburante. Questo si traduce in un sensibile miglioramento delle prestazioni, soprattutto ai bassi regimi di rotazione e nei cosiddetti "transitori" (le fasi di accelerazione e decelerazione), oltre a una riduzione dei consumi e delle emissioni. Il sistema, inoltre, è stato progettato per essere semplice e affidabile, con un occhio di riguardo ai costi di gestione e alla facilità di manutenzione.
Il prototipo del motore Multijet nacque nello stabilimento FMA di Pratola Serra (AV) e fu adottato nel 1999 per la concept car Fiat Ecobasic. Si trattava di un compatto quattro cilindri alimentato a gasolio dalla cilindrata di 1.2 litri e distribuzione a quattro valvole per cilindro; la potenza massima era di 61 cavalli e permetteva alla Ecobasic un consumo pari a 2,9 litri per 100 km ed emissioni anidride carbonica pari a 76 grammi al km.
Il Motore 1.3 Multijet: Il Cuore Pulsante delle Utilitarie
Dopo il 1.9 M-JET 16V montato su Alfa Romeo, il primo motore di serie ad adottare fin dall'origine il sistema Multijet è stato il 1.3 litri. Questo propulsore, sviluppato con il supporto della General Motors Powertrain, è stato concepito per offrire un eccellente compromesso tra prestazioni, consumi ed emissioni, trovando ampia applicazione nei segmenti delle utilitarie e delle city car.
Il 1.3 Multijet è stato sviluppato grazie al supporto della General Motors Powertrain[7] che ha fornito al gruppo torinese le giuste risorse economiche per completare l'industrializzazione. Sfrutta la medesima tecnologia e la stessa architettura meccanica del 1.2 con 16V e quattro cilindri, il nuovo 1.3 è dotato di doppio albero a camme[8], turbocompressore a geometria fissa e intercooler. Le dimensioni sono rispettivamente di 50 cm di lunghezza e 65 cm di altezza con basamento in ghisa e sottobasamento d'alluminio, testa in alluminio e albero motore e bielle in acciaio. L'alesaggio è di 69,6 mm con una corsa "lunga" 82 mm. Il peso di questo motore è di 130 kg.
La presentazione sotto forma di concept avviene nel 2002 con il prototipo Opel Eco Speedster[9][10], vettura sportiva ultraleggera equipaggiata con una versione da 112 cavalli del piccolo 1.3 Multijet capace di 250 km/h di velocità massima e 2,5 litri per percorrere 100 km.
La presentazione invece del 1.3 di serie avviene nel 2003 sotto il cofano delle Fiat Punto seconda serie e l'anno successivo venne adottato anche dalle Fiat Idea e Lancia Musa seguite dalla Fiat Panda. La potenza massima della versione standard viene erogata a 4.000 giri al minuto ed è di 69 cavalli (51 kW) con una coppia motrice di 180 N·m a 1.750 giri al minuto. Solo per la Panda la coppia massima viene ridotta a 145 N·m erogati a 1.500 giri/min per adattarsi al tipo di trasmissione manuale che equipaggia l'utilitaria.
Il motore è stato in seguito più volte aggiornato e riomologato, infatti molte vetture del gruppo Fiat inizialmente rispettavano gli standard della normativa Euro 3 per poi essere riomologate Euro 4. Ulteriori evoluzioni si ebbero con l'adozione della turbina a geometria variabile che ha comportato un incremento della potenza massima fino a 90 cavalli mentre la Opel per prima abbinò al 1.3 Multijet sulla Meriva A il filtro attivo antiparticolato (DPF) che ridusse notevolmente le emissioni inquinanti della monovolume tedesca. Il 90 cavalli equipaggiò la Fiat Grande Punto e le successive Opel Corsa D e Astra H, Lancia Musa e Ypsilon, Fiat Linea e Idea ed era disponibile anche con filtro DPF di serie con relativa omologazione Euro 4. La coppia massima del 1.3 Multijet 90 cavalli era di 200 N·m a 1.750 giri al minuto.
Il 1.3 con turbina a geometria fissa venne potenziato nel 2005 a 75 cavalli (a fronte degli originari 69 cavalli) con incremento della coppia a 190 N·m a 1.750 giri/min mentre il 1.3 a geometria variabile venne proposto anche in una versione depotenziata a 84 cavalli sul multispazio Doblò e il pick-up Strada. La versione più potente debuttò nel 2007 con il restyling della Lancia Ypsilon: il piccolo diesel raggiunse il picco di 105 cavalli permettendo all'autovettura di rispettare gli standard Euro 4 con 123 grammi di anidride carbonica emessa nel ciclo combinato per km.
FIAT 1.3 MULTIJET - IL MOTORE PIÙ AMATO DA AUTOMOBILISTI E MECCANICI
Nel 2008 la Fiat ha stretto un accordo con la Tata Motors per la produzione del motore 1.3 Multijet a Pune in India[12] in modo da poter equipaggiare i modelli Tata Indica Vista e Indigo Manza oltre alle Fiat Grande Punto, Palio Stile e Linea assemblate per il mercato indiano. La General Motors riconosce il motore 1.3 sotto la sigla progettuale Z13 per essere commercializzato come CDTI (acronimo di Commonrail Diesel Turbo Injection) mentre la Suzuki riconosce le proprie autovetture diesel sotto la sigla DDiS (acronimo di Diesel Direct injection Suzuki).
Multijet II: L'Evoluzione verso Euro 5 e Oltre
Verso la fine del 2009 viene presentato il nuovo Multijet II[2][13][14][15]. Si tratta di un'evoluzione del precedente sistema Multijet basata su un nuovo sistema di iniettori più veloci e precisi (infatti si possono ottenere fino a otto iniezioni consecutive in luogo delle precedenti cinque) e nuovo filtro antiparticolato in posizione ravvicinata al motore in modo da migliorare la combustione delle particelle inquinanti all'interno del filtro stesso grazie alla maggiore temperatura raggiunta e quindi migliorare l'efficienza del propulsore. Inoltre, dispone di serie anche del dispositivo Start&Stop che spegne il motore durante le frenate alle basse andature posizionando il cambio in folle.
Con la seconda versione della tecnologia in questione (Multijet II), introdotta nel 2009, vengono adottati iniettori innovativi capaci di controllare con grande precisione, grazie alla servovalvola idraulica bilanciata, la quantità di gasolio iniettata in camera di combustione con una sequenza di iniezioni particolarmente rapida e flessibile.
La potenza dei nuovi 1.3 è di 75 cavalli per la versione con turbina a geometria fissa per una coppia massima di 190 N·m a 1.750 giri al minuto mentre la versione con turbina a geometria variabile eroga 95 cavalli per una coppia massima di 190 o 200 N·m a 1.500 giri al minuto (a seconda del modello). Il Multijet II, sviluppato da Fiat Powertrain Technologies in collaborazione con GM Powertrain Torino, adotta uno speciale iniettore brevettato da FPT, e la gestione elettronica è affidata a centraline Magneti Marelli e Bosch. È stato presentato al Salone dell'automobile di Francoforte 2009 con il lancio della Fiat Punto Evo.
Una versione depotenziata a 90 cavalli venne offerta dal dicembre del 2009 fino all'autunno del 2010 per il nuovo Fiat Doblò con coppia di 200 N·m a 1.500 giri al minuto (in seguito il 1.3 non è stato più montato dal Doblò sostituito dal 1.6 di analoga potenza). Rispetta la normativa Euro 5, e a partire dal 2010 il propulsore viene offerto anche per le Alfa Romeo MiTo e le Opel Corsa D, Meriva B e Astra J oltre alle Lancia Musa, Fiat 500, Qubo, Suzuki Swift, Chevrolet Aveo[16] e i multispazio francesi Citroën Nemo e Peugeot Bipper[17]. Dal 2012 debutta una nuova versione da 85 cavalli con turbina a geometria variabile ricavata dal 95 cavalli. Con il debutto del Multijet II la Fiat ha inaugurato la nuova nomenclatura per denominare i gruppi di motori automobilistici prodotti dalla FPT: il 1.3 fa parte della classe SDE (acronimo di Small Diesel Engine ovvero Piccoli Motori Diesel).
Il Motore 1.6 Multijet: Un Equilibrio tra Potenza e Consumi
Il motore 1.6 Multijet è stato presentato nel 2008 sotto il cofano della Fiat Bravo[19]. Si tratta di una motorizzazione sviluppata senza il supporto della General Motors, derivata dal 1.9 Multijet con cilindrata ridotta da 1.910 a 1.598 cm³[20]. Il nuovo motore permette dei consumi più bassi dell'8% rispetto al 1.9 8 valvole. Sfrutta un'architettura a quattro cilindri con distribuzione a quattro valvole per cilindro e dispone di iniettori di nuova generazione. La massa è di 151 kg, l'alesaggio è di 79,5 mm con una corsa di 80,5 mm. Una delle caratteristiche del motore sono i costi di gestione molto bassi con tagliandi programmati ogni 35.000 km.
Il motore 1.6 Multijet viene prodotto in due differenti varianti e tre livelli di potenza: la prima versione con turbina a geometria fissa e intercooler eroga 90 e 105 cavalli, è omologata Euro 4 ma può essere accessoriata anche con il filtro antiparticolato nella versione da 105 cavalli con relativa omologazione Euro 5. La versione con turbina a geometria variabile e intercooler eroga 120 cavalli ed è omologata Euro 5 poiché dispone del filtro DPF con catalizzatore ossidante di serie. La coppia massima del 1.6 è di 290 N·m a 1.500 giri al minuto nella versione con turbina a geometria fissa mentre sale a 300 N·m a 1.750 giri al minuto per il 120 cavalli.
Una versione del 1.6 Multijet erogante 105 cavalli viene proposta sulla nuova Alfa Romeo Giulietta in cui la coppia massima sale a 320 N·m erogati a 1.750 giri al minuto e grazie al filtro antiparticolato di serie e al dispositivo Start&Stop rispetta gli standard Euro 5. Inoltre il motore viene montato anche sulle Lancia Musa e Delta, Fiat Doblò e Idea e anche sull'Alfa Romeo MiTo. Una versione speciale della Fiat Bravo denominata PurO2 viene equipaggiata con il 105 cavalli caratterizzato da minori emissioni di anidride carbonica e consumi ancora più bassi grazie a migliorie all'aerodinamica dell'autovettura, all'utilizzo di gomme a basso coefficiente di attrito, rapporti del cambio allungati e olio lubrificante a bassa viscosità.
Il Motore 1.9 Multijet: Potenza e Affidabilità storiche
Il 1.910 cm³ è uno dei motori più diffusi e apprezzati della famiglia Multijet[22]. È stato proposto in numerosi step di potenza con distribuzione sia a due che a quattro valvole per cilindro e persino con doppio turbocompressore. Rispetto al 1.3 concepito appositamente per le utilitarie, il 1.9 Multijet deriva direttamente dal precedente 1.9 JTD da 116 cavalli al quale gli ingegneri FPT insieme al GM Powertrain di Torino hanno applicato il sistema Multijet in modo da poter incrementare notevolmente la potenza specifica e migliorare i consumi e le prestazioni; lo sviluppo ha quindi necessitato di minori risorse finanziarie rispetto al 1.3 e minori sono stati anche i tempi di sviluppo.
Il rinnovato 1.9 sempre a quattro cilindri venne riprogettato a partire dal sistema di distribuzione ora a quattro valvole per cilindro azionate da un doppio albero a camme, testa dei cilindri con punterie idrauliche alle bielle, albero motore in acciaio e nuovi collettori di scarico e di aspirazione. La potenza massima era di 140 cavalli a 4.000 giri al minuto per una coppia motrice di 305 N·m a 2.000 giri al minuto e omologazione anti inquinamento Euro 3. Il debutto avvenne nel 2002 sotto il cofano dell'Alfa Romeo 156 seguita dalla 147 e dalla Fiat Stilo. La produzione avveniva presso la FMA di Pratola Serra ad Avellino.
Ovviamente meno cavalli comportarono consumi ridotti e minori emissioni inquinanti, infatti il 120 cavalli già rispettava gli standard Euro 4 e disponeva anche della turbina a geometria variabile. La coppia massima però scese a 280 N·m disponibili a 2.000 giri al minuto. Nel 2003 la Fiat Powertrain Technologies propose un ulteriore potenziamento del motore 1.9 16V portando la potenza massima fino a 150 cavalli. Il nuovo 1.9 Multijet era omologato Euro 4 e poteva disporre di una coppia massima di 320 N·m a 2.000 giri/min che però sulle vetture del gruppo Fiat era limitata a 305 N·m a causa delle caratteristiche dei cambi, finché non vennero adottati i nuovi cambi GM anche in Fiat. Il debutto avvenne sulla Alfa Romeo GT. Successivamente venne adottato anche dalla Opel Vectra e la Signum seguite dalle Astra, Alfa 147 e numerose autovetture del gruppo Fiat. Queste nuove versioni del 1.9 omologate Euro 4 sono note sotto il codice progettuale Z19 e vengono prodotte presso lo stabilimento Opel di Kaiserslautern in Germania[7] a partire dal 2005. Il 1.9 destinato alle autovetture del marchio Fiat invece continuerà a essere prodotto dalla FMA.
Nell'arco del ciclo produttivo del 1.9 diesel la Fiat e la GM hanno proposto anche altre versioni depotenziate: uno degli step che ha ottenuto un discreto successo commerciale è stato l'otto valvole da 101 cavalli Euro 4 con turbina a geometria variabile proposto per le Fiat Punto e Idea, Opel Zafira, Vectra, Signum e Lancia Musa. La coppia massima era di 260 N·m. Sul Doblò la Fiat ha montato il 1.9 Multijet otto valvole sia con 105 che con 120 cavalli ma la coppia è stata ridotta a soli 200 N·m erogati a 1.750 giri al minuto in modo da adattarsi al meglio alla mole del veicolo commerciale, mentre sulla Bravo per i mercati esteri era disponibile anche una versione depotenziata a soli 90 cavalli. Tutti questi 1.9 Multijet descritti disponevano di una sola turbina e i vari step di potenza sono stati ottenuti in prevalenza intervenendo sulla distribuzione e sulla centralina. Nel 2008 viene presentata la prima versione del 1.9 dotata di doppio turbocompressore sotto il cofano della Saab 9-3 TTiD[24].
Il Motore 2.0 Multijet II: Tecnologia Avanzata per Prestazioni Elevate
Il motore FCA 2.000 Multijet II, dotato di turbocompressore a geometria variabile controllato elettronicamente, sviluppa una potenza massima di 140 CV a 4.000 giri/min e una coppia massima di 350 Nm a 1.750 giri/min. Abbinato all'innovativo cambio automatico a nove rapporti, il gruppo motopropulsore consente alla 500X di toccare i 190 km/h di velocità massima e di accelerare da 0 a 100 km/h in appena 9,8 secondi, oltre a rispettare i limiti delle emissioni Euro6.
Il sistema d'iniezione Common Rail di terza generazione rappresenta la soluzione tecnologicamente più evoluta al fine di controllare le elevate pressioni di iniezione (1.600 bar), svincolandosi dal regime di rotazione motore e dalle quantità di combustibile iniettate. Di fatto, la gestione del motore è in grado di introdurre piccole quantità di combustibile (iniezioni Pilota) per ottimizzare rumorosità ed emissioni e di gestire con l'iniezione principale la quantità di combustibile iniettata necessaria a fornire la prestazione richiesta dal conducente, garantendo un funzionamento particolarmente “morbido” del motore in tutte le situazioni.
In dettaglio, grazie agli innovativi iniettori è possibile gestire fino a 8 iniezioni per ciclo e realizzare strategie volte all'ottimizzazione della combustione sempre più avanzate come l'Injection Rate Shaping (IRS), che prevede le due iniezioni principali consecutive così ravvicinate da generare un profilo continuo e modulato dell'erogazione del combustibile nei cilindri. Con questa modalità si migliora il processo di combustione a vantaggio della silenziosità e delle emissioni di particolato ed ossidi di azoto (NOx). Inoltre, il nuovo sistema d'iniezione risulta essere ancora più semplice e affidabile grazie alla minor complessità costruttiva degli iniettori.
In aggiunta, il 2.0 MultiJet II da 140 cv prevede numerosi accorgimenti finalizzati alla riduzione di consumi ed emissioni. Tra questi ricordiamo l'alternatore intelligente, che modula l'erogazione di energia in funzione dell'effettiva richiesta del veicolo e dello stato di carica della batteria; l'ottimizzazione del circuito di raffreddamento del motore, che riduce il tempo di warm-up; la pompa olio a cilindrata variabile che regola nel modo più opportuno la portata dell'olio riducendo la potenza assorbita dalla pompa stessa. Non manca, ovviamente, il sistema Start&Stop, mentre motore e trasmissione impiegano un olio lubrificante a bassa viscosità per minimizzare gli attriti.
Così come il sistema di trattamento dei gas di scarico prevede l'impiego della tecnologia DPF di tipo “close-coupled”, che realizza un'efficiente integrazione tra il catalizzatore ossidante e la trappola del particolato (CCDPF). La compattezza del componente riduce la contropressione allo scarico con conseguenti benefici in termini di riduzione di consumo ed emissioni di CO2. La vicinanza della trappola del particolato all'uscita del turbocompressore consente inoltre di avere temperature dei gas in ingresso al filtro antiparticolato mediamente più elevate e quindi di ridurre la quantità di gasolio necessaria per effettuarne la rigenerazione con conseguente riduzione ulteriore dei consumi. Il catalizzatore ossidante è stato inoltre integrato alla nuova tecnologia NSC (NOx Storage Catalyst) la quale, grazie a una specifica formulazione chimica associata a sofisticate strategie software di gestione delle iniezioni, è in grado abbattere le emissioni di NOx del 60% contribuendo in maniera determinante al raggiungimento dei limiti di emissioni Euro 6. L'integrazione dei due componenti permette di ridurre il peso del sistema di scarico e ne migliora l'efficienza globale. Al CCDPF è abbinato un sistema di ricircolo dei gas combusti (EGR) evoluto a doppio circuito nel quale, oltre al modulo EGR di dimensioni particolarmente ridotte già presente nelle versioni precedenti, è stato aggiunto un secondo circuito che preleva i gas di scarico a valle del DPF e li raffredda tramite un cooler dedicato permettendo un controllo accurato del processo di combustione a tutto vantaggio della riduzione delle emissioni di NOx e del consumo di combustibile.