Negli ultimi decenni, l’industria automobilistica ha assistito a significativi progressi tecnologici che hanno trasformato il modo in cui i motori Diesel vengono progettati e utilizzati. Fiat, una delle aziende pioniere in questo settore, ha introdotto innovazioni che hanno rivoluzionato l’efficienza, le prestazioni e le emissioni dei propulsori. Tra queste, le tecnologie JTD (Jet Turbo Diesel) e Multijet rappresentano due capolavori di ingegneria automobilistica.
Ognuno di essi ha i propri vantaggi, svantaggi e peculiarità di applicazione in determinati ambiti. In particolare, il passaggio dal JTD al Multijet ha segnato un passo avanti nella continua evoluzione dei motori Diesel.
Indice
JTD, com’è fatto e come funziona
Il termine JTD si riferisce a una serie di motori Diesel a iniezione diretta con tecnologia Common Rail sviluppati da Fiat. Sono stati introdotti per la prima volta alla fine degli anni ’90 e hanno rappresentato una svolta significativa nella progettazione dei propulsori.
Il cuore della tecnologia JTD è il sistema Common Rail, che separa la generazione della pressione del carburante dall’iniezione effettiva. Questo significa che quest’ultimo viene pressurizzato da una pompa ad alta pressione e immagazzinato in un rail comune (binario) che alimenta tutti gli iniettori.
Il sistema opera a pressioni molto elevate, tipicamente tra 1350 e 1600 bar, permettendo un’iniezione molto fine e controllata del carburante. Gli iniettori sono controllati elettronicamente dalla centralina del motore (ECU). Questo permette un controllo preciso del timing e della quantità di carburante iniettato in ogni cilindro.
Quando arrivò sul mercato, la novità vera e propria fu l’uso dell’iniezione pilota. Prima di quella principale, una piccola quantità di carburante viene iniettata nel cilindro. Questo aiuta a preparare il cilindro alla combustione principale, riducendo il rumore e le vibrazioni del motore.
I vantaggi di tale sistema sono i seguenti:
- efficienza del carburante: il controllo preciso dell’iniezione e la capacità di operare a pressioni elevate migliorano l’efficienza del Diesel. Questo comporta consumi ridotti rispetto ai motori convenzionali;
- prestazioni migliorate: grazie alla combustione più efficiente, i JTD offrono una maggiore potenza e coppia, specialmente a bassi regimi. Questo si traduce in una migliore risposta del motore e in prestazioni complessive superiori;
- riduzione delle emissioni: la combustione più pulita e completa riduce le emissioni di particolato e ossidi di azoto (NOx), contribuendo a rispettare le normative ambientali più stringenti;
- l’iniezione pilota aiuta a ridurre il rumore di combustione e le vibrazioni del motore, migliorando il comfort di guida.
Il successo della tecnologia JTD ha spianato la strada per ulteriori innovazioni, culminate nella successiva generazione di motori Multijet. Tale tecnologia ha ulteriormente migliorato il sistema Common Rail, introducendo la capacità di effettuare iniezioni multiple per ciclo di combustione, portando a una maggiore efficienza e a emissioni ancora più basse.
Multijet, l’evoluzione del JTD
Il sistema Multijet rappresenta un’evoluzione del JTD. Questa innovazione si basa, come anticipato poco fa, sul concetto di iniezioni multiple, migliorando ulteriormente l’efficienza, le prestazioni e riducendo le emissioni rispetto ai sistemi precedenti.
Il ciclo ha inizio con la pre-iniezione. Una o più piccole quantità di carburante vengono iniettate prima di quella principale per preparare la camera di combustione. Questo processo aiuta a ridurre il rumore di combustione e le emissioni di NOx. Successivamente c’è l’iniezione principale, in cui la quantità più importante di carburante viene iniettata nel momento ottimale per la massima potenza e efficienza. Una o più piccole iniezioni successive, chiamate post-iniezioni, possono essere eseguite per migliorare la combustione del particolato e ridurre le emissioni di fuliggine.
Il controllo del processo avviene tramite una centralina più avanzata rispetto al JTD. Permette di controllare il numero, il timing e la durata delle iniezioni con precisione chirurgica. Sensori avanzati monitorano costantemente le condizioni del motore, pressione e temperatura, fornendo dati in tempo reale alla ECU per ottimizzare l’iniezione.
Il sistema Multijet utilizza una pompa ad alta pressione che può generare pressioni superiori a 1.600 bar. Ciò consente una nebulizzazione molto fine del carburante, migliorando la miscelazione con l’aria e la combustione. Rispetto al JTD, i vantaggi di questo sistema possono essere riassunti come segue:
- maggior efficienza del combustibile: le iniezioni multiple ottimizzano la combustione, riducendo il consumo di carburante;
- riduzione delle emissioni: la possibilità di avere pre-iniezioni e post-iniezioni riduce significativamente le emissioni di ossidi di azoto (NOx) e di particolato. La combustione più graduale e completa aiuta a rispettare le normative sulle emissioni più rigorose. L’efficienza migliorata porta a una riduzione delle emissioni di CO2 per chilometro percorso;
- miglioramento del processo di combustione: la miscelazione più uniforme del carburante e dell’aria grazie alla nebulizzazione fine e alle iniezioni multiple assicura una combustione più completa, riducendo la formazione di residui incombusti;
- riduzione rumore e vibrazioni: la combustione più graduale e controllata riduce il rumore del motore e le vibrazioni, migliorando il comfort di guida. Le pre-iniezioni aiutano a smorzare il “colpo” della combustione principale, rendendo il propulsore più silenzioso;
- coppia, potenza e risposta del motore: la flessibilità nel controllo dell’iniezione permette di ottimizzare le prestazioni in una vasta gamma di condizioni operative, migliorando la coppia a bassi regimi e la potenza massima. Inoltre, la risposta del motore è più pronta e lineare.
È chiaro, quindi, che a fronte di un incremento della complessità costruttiva dell’intero gruppo propulsore, i vantaggi sono tutti a favore del Multijet.