Evoluzione sistema iniezione motori Firefly

Gli sviluppi tecnici nella meccanica e nell’elettronica seguono le evoluzioni delle normative antinquinamento. Ciò comporta l’adozione di dispositivi e strategie atti a soddisfare i nuovi limiti sulle emissioni e sugli inquinanti, specialmente nell’ottica del nuovo e severo ciclo guida WLTP (Worldwide Harmonized Light vehicles Test Procedure) e delle prove su strada RDE (Real Driving Emissions), con il quale sia il particolato che gli ossidi di azoto vengono rilevati con prove reali su strada. In quest’ottica FCA ha progettato e realizzato delle nuove unità a benzina denominate “Firefly” (in continuità, anche nel nome, con il vecchio ma glorioso “Fire” uscito di produzione qualche tempo fa).

Sono pertanto propulsori benzina che vanno a rimpiazzare i vecchi 0,9 TwinAir e 1.4 MultiAir.

Caratteristica interessante di questi motori è quella di essere concepiti con strategia modulare, sulla stregua quanto già fatto da BMW e VAG negli ultimi anni. Per maggior chiarezza, la cubatura di un singolo cilindro è identica tra i due motori, tre o quattro cilindri, permettendo così notevoli risparmi in termini di unificazione dei componenti e delle linee di produzione.

Le prime versioni che hanno visto la luce sul mercato europeo sono il 1.0 da 120 CV ed il 1.3 da 150 e 180 CV, tutti con moduli MultiAir, quattro valvole per cilindro e turbocompressi.

Tra le novità più di rilievo di queste unità benzina si annoverano l’iniezione diretta, l’intercooler raffreddato a liquido (integrato nel collettore di aspirazione) e la wastegate elettrica del turbocompressore.

Proprio perché presenta interessanti innovazioni tecniche, alcune utilizzate per la prima volta dal gruppo FCA ed altre che invece costituiscono una novità assoluta rispetto anche agli altri costruttori, si veda più nello specifico come è fatto e come funziona l’impianto di iniezione benzina.

Il sistema di iniezione diretta di questi Firefly è composto da una pompa di bassa pressione, una centralina che ne governa il funzionamento ed una pompa meccanica di alta pressione.

Figura 1: schematizzazione sistema iniezione diretta

L’alimentazione di benzina sul ramo di bassa viene assicurata dalla pompa elettrica ad immersione nel serbatoio, all’interno della quale troviamo un regolatore meccanico di pressione, un filtro ed una valvola di non ritorno.

La prima novità di rilievo è costituita dal fatto che la portata e la pressione della benzina vengono regolate da una centralina apposita collocata sul passaruota posteriore destro. Per accedervi occorre smontare la ruota ed il passaruota.

Figura 2: Centralina pompa benzina di bassa pressione

Figura 3: Centralina pompa benzina di bassa pressione, particolare

I parametri di lavoro della pompa (portata e pressione) sono coordinati da questa centralina sulla base delle informazioni scambiate con la centralina motore.

Lo scambio informazioni tra la centralina motore e quella della pompa avviene tramite un PWM in arrivo al pin B e un feedback di rimando in uscita dal pin F del connettore della centralina pompa stessa.

La bassa pressione è monitorata da un apposito sensore, accessibile dal vano motore, ubicato nelle vicinanze del duomo destro.

Figura 4: Sensore di bassa pressione carburante, particolare

Per quanto attiene all’alta pressione, la pompa meccanica viene azionata da una camma posta sulla coda dell’asse a camme, subito dopo la ruota fonica del sensore di fase.

Figura 5: pompa di alta pressione benzina con regolatore di pressione

Nella pompa è integrato un regolatore di pressione di tipo N.A. Ciò vuol dire che, se non pilotato, la pressione nel rail è minima.

La modulazione della suddetta pressione si ottiene strozzando il rifiuto della pompa in fase di spinta dello stantuffo. In questo modo al rail viene indirizzato solo il quantitativo necessario di benzina e il surplus ritorna in ingresso alla pompa.

In caso di guasto il motore fatica all’avviamento, riuscendo comunque ad avviarsi ma non sale di giri poiché la pressione nel rail è fissa a 5 bar.

L’altra novità è rappresentata dalla tipologia di sensore di alta pressione posto sul rail (è ubicato sopra il collettore di aspirazione), il quale è dotato di un connettore a quattro fili. Questo per via della presenza di un doppio segnale di pressione.

Figura 6: sensore pressione rail

In caso di guasto il motore si avvia ugualmente ma vengono generati due codici guasto, il P0192: “sensore pressione carburante sul rail, pressione bassa” e il P01C0 “bassa tensione sul circuito sensore “B”, pressione condotto di distribuzione carburante”.

L’impianto raggiunge una pressione di picco sul rail di 200 bar, mentre la bassa pressione resta compresa tra i 5,5 e i 6,5 bar.

I due segnali emessi dal sensore sulla base della pressione letta nel rail lavorano in plausibilità, in maniera del tutto analoga a quanto accade ad esempio per un corpo farfallato.

Gli iniettori sono installati sul rail e prevedono che l’accoppiamento tra l’iniettore e la testata avvenga attraverso una guarnizione in teflon, la quale deve essere sostituita ogni qualvolta si smonti l’iniettore.

Formano un unico blocco che si estrae tutto insieme; per rimuovere il singolo iniettore si sgancia la relativa mollettina.

Normalmente l’apertura avviene durante la fase di aspirazione, ma nei transitori di riscaldamento e durante le fasi di richiesta di potenza l’iniezione viene raddoppiata: una durante l’aspirazione e l’altra alla fine della fase di compressione.