La disattivazione dei cilindri

Il sistema di disattivazione dei cilindri permette di far funzionare il motore senza utilizzare tutta la cilindrata a disposizione. Questo è utile in situazioni che richiedono bassi regimi di coppia e lo scopo è quello di mantenere attivi meno cilindri ma a pieno carico, col vantaggio che il corpo farfallato viene mantenuto del tutto aperto. Infatti a bassi regimi viene impiegato solo il 30% della potenza massima e la valvola a farfalla è quasi chiusa: è necessario compiere lavoro per aspirare aria. L’inefficienza del motore in queste condizioni viene chiamata perdita di pompaggio.

La disattivazione dei cilindri si può ottenere in modi diversi, più o meno convenienti. La soluzione più immediata è quella di bloccare del tutto il movimento dei pistoni interessati. Ciò permette di eliminare le perdite di rendimento dovute ai pistoni trascinati in movimento anche se non attivi. È però un metodo che presenta problemi meccanici dovuti alla difficoltà di realizzare un albero motore con parti che possano non ruotare. Le alternative più fattibili sono l’interruzione dell’alimentazione degli iniettori oppure la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico. Quest’ultimo metodo preclude il passaggio della miscela aria-carburante verso le camere di combustione.

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L’antenato dei moderni sistemi di disattivazione dei cilindri risale alla fine del 1800 ed era montato su un motore monocilindrico. Funzionava grazie a un regolatore centrifugo che disabilitava il cilindro quando il motore si trovava sopra una certa velocità, lasciando aperta la valvola di scarico.

Per l’impiego di questo sistema nella produzione in serie bisogna aspettare il Modulated Displacement della Cadillac, nel 1981. È noto anche come V-8-6-4 in quanto faceva operare il motore a 6 o a quattro cilindri con un notevole risparmio di combustibile. Una batteria di solenoidi poteva disattivare l’apertura delle valvole di scarico ma il processo inverso per tornare a 8 cilindri creava qualche problema. Infatti la lentezza dei computer di bordo di quegli anni non ha permesso al prodotto di avere il successo sperato.

Nel 1982 è la volta della Mitsubishi, che propone la disattivazione dei cilindri Orion-MD. Il motore da 1,4 l e 4 cilindri sfruttava la disattivazione delle valvole di aspirazione e scarico del primo e del quarto cilindro interrompendo il sistema di distribuzione.

Daimler-Chrysler nel 2004 adotta questa tecnologia sul motore HEMI V8 da 5,7 l, basata sempre sulla disattivazione delle valvole ma gestita tramite comando idraulico delle punterie. Ispirato a ciò è l’Active Fuel Management della General Motors, impiegato sul V8 da 5,3 l ad aste e bilancieri. In particolare viene disattivata la bancata di destra (1, 3 e 5 cilindro).

Ancora più sofisticato è il sistema Variable Cylinder Management, sviluppato dalla Mitsubishi nel 2005 per motori V6 e nel 2008 per il 3,5 l I-VTEC. Per quest’ultimo sono possibili diverse configurazioni. Infatti il motore può lavorare con 6 cilindri, solo 4 o solo 3 bloccando l’intera bancata o un solo cilindro per lato.

In tempi recentissimi la disattivazione dei cilindri è stata utilizzata da Mercedes, Volkswagen e Lamborghini. Quest’ultima lo impiega per il V12 della Aventador con il nome di Cylinder Deactivation System. La Ford infine ha appena annunciato di voler mettere in commercio nel 2018 il primo motore a tre cilindri di cui uno disattivabile.