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CVVD Hyundai, la distribuzione variabile evoluta

Gestire la fasatura delle valvole in modo preciso e continuo: questo è l’imperativo degli ingegneri Hyundai. Il sistema si chiama CVVD: scopriamo com'è fatto, come funziona e quali sono i suoi vantaggi che permettono di ridurre i consumi con una efficienza maggiore del motore endotermico

Il motore a benzina SmartStream G1.6 T-GDI di Hyundai è dotato del CVVD (Continuosly Variable Valve Duration), un sistema che consente di regolare in modo puntuale la durata di apertura delle valvole garantendo così una leggera riduzione dei consumi ed aumento delle prestazioni grazie ad una distribuzione evoluta.
Vediamo come funziona questo sistema evoluto CVVD che rende la distribuzione variabile ed una combustione molto più efficiente con una sensibile riduzione dei consumi, un’altra nozione di Tecnica Automobilistica da aggiungere al nostro bagaglio culturale.

Cosa è la distribuzione?

La distribuzione di un motore è composta da un insieme di organi meccanici predisposti al controllo del flusso dei gas che entrano ed escono nei cilindri. E’ un sistema utilizzato sui motori a quattro tempi, sui motori a sei tempi e parte dei motori a due tempi unidirezionali.

Alcuni componenti della distribuzione di un motore, con l'albero a cammes, le punterie idrauliche e le molle  valvole in bella evidenza.
Alcuni componenti della distribuzione di un motore, con l’albero a cammes, le punterie idrauliche e le molle valvole in bella evidenza.

E proprio l’esigenza di adattare le caratteristiche di un motore alle diverse condizioni di marcia, cercando di ottenere una buona prontezza di risposta a tutti i regimi e contemporaneamente diminuire i consumi, ha visto i costruttori adottare svariate soluzioni tecniche proprio sul sistema della distribuzione.

E se ci limitiamo ai dispositivi relativi alla distribuzione e gestione dell’apertura delle valvole, le principali innovazioni introdotte sono state il variatore di fase e l’alzata variabile delle valvole.

CHE COS’È la tecnologia CVVD Hyundai fasatura variabile

L’ultimo passo avanti in materia di distribuzione evoluta è il sistema CVVD (Continuously Variable Valve Duration) di Hyundai, introdotto nel nuovo SmartStream G1.6 T-GDI. In questo motore può variare in maniera continua il momento in cui le valvole vengono aperte o chiuse, permettendo di modificare l’angolo fra apertura e chiusura nel diagramma di distribuzione.

Video CVVD Hyundai come funziona la fasatura variabile evoluta

Video CVVD Hyundai come funziona la distribuzione evoluta delle valvole

Come funziona l’apertura variabile delle valvole CVVD?

Vediamo come funziona questa apertura variabile delle valvole. In particolare, in condizioni di marcia a regime costante, il sistema CVVD ritarda la chiusura della valvola di aspirazione fino a metà del ciclo di compressione, invece di chiuderla al PMI (Punto Morto Inferiore) come accade normalmente.

motore Hyundai SmartStream con l'attuatore del CVVD
Sistema di distribuzione del motore Hyundai SmartStream con l’attuatore del CVVD

In questa maniera il propulsore comprime una minore quantità di aria, quindi brucia meno carburante, ma eroga una potenza inferiore rispetto ad una configurazione di distribuzione classica.

Quando invece si richiede la massima potenza, la valvola d’aspirazione viene chiusa quando il pistone è al PMI; all’inizio quindi della fase di compressione, per ottimizzare il rendimento volumetrico e ottenere maggiore coppia.

Come è fatta la distribuzione variabile CVVD Hyundai

Apri quando vuoi aprire la valvola, chiudi quando vuoi chiudere” è stato lo slogan con cui gli ingegneri Hyundai hanno presentato la nuova distribuzione variabile CVVD. Il sistema CVVD è costituito da un’unità di controllo e da un propulsore di azionamento che agisce sull’albero a camme di aspirazione. Il meccanismo sposta l’asse di rotazione dell’albero a camme, modificandone la velocità di rotazione e quindi la durata di apertura delle valvole.

schema componenti sistema CVVD Hyundai per la gestione evoluta dell'apertura della valvola, fasatura variabile distribuzione motore evoluta
Principali componenti del sistema CVVD Hyundai per la gestione evoluta dell’apertura della valvola

Come ci riesce? Il cuore del sistema della distribuzione evoluta Hyundai è un albero aggiuntivo dotato di settori a vite senza fine, comandato da un attuatore elettrico. Le viti muovono i due supporti aggiuntivi dell’albero a camme in direzione ortogonale allo stesso.

tempo di apertura valvole di aspirazione motore benzina Hyundai CVVD fasatura variabile distribuzione motore evoluta
Il CVVD può variare il tempo di apertura delle valvole di aspirazione tra 1.400 diverse combinazioni

L’albero a camme, a sua volta, è formato da un primo albero solidale alla ruota dentata di comando della distribuzione, e da due alberi secondari “portacamme” (uno per ogni coppia di cilindri) che sono in grado di modificare il loro asse di rotazione rispetto a quello principale. Il primo albero, che trasmette il moto, è interno agli alberi secondari, che portano gli eccentrici, i quali sono cavi e possono essere traslati dai supporti comandati dal CVVD. In questo modo è possibile aprire in anticipo la valvola e chiuderla in ritardo, rispetto alla fasatura di base, oppure aprirla in ritardo e chiuderla in anticipo.

Il sistema è capace di adottare 1.400 diverse configurazioni tra la massima e la minima durata di apertura delle valvole. Secondo i tecnici Hyundai, la possibilità di regolare l’apertura e la chiusura delle valvole di aspirazione in fase di compressione permette di avere un effetto sulla combustione simile a quello che si otterrebbe variando il rapporto di compressione in un range da 4:1 a 10,5:1.

Più prestazioni e meno consumi nei motori benzina Hyundai CVVD

L’applicazione del CVVD consente al nuovo motore Smartstream di migliorare le prestazioni del 4% e ridurre il consumo del 5% rispetto ad un propulsore non dotato del dispositivo CVVD.

Confronto tecnologia CVV nei motori benzina Hyundai (CVVT, CVVL, CVVD) per variare la fasatura della distribuzione ed alzata valvole
Confronto tecnologia CVV nei motori benzina Hyundai (CVVT, CVVL, CVVD) per variare la fasatura della distribuzione ed alzata valvole

Inoltre anche le emissioni si abbassano del 12% in quanto, modificando la durata di apertura delle valvole, si riesce a far entrare rapidamente in temperatura il catalizzatore, riducendo nel frattempo le emissioni quando quest’ultimo è ancora freddo.

Motore benzina Hyundai SmartStream G1.6 T-GDI: non solo CVVD

Oltre alla tecnologia CVVD, questo nuovo motore è dotato di un sistema di ricircolo dei gas di scarico a bassa pressione (LP-EGR) per la riduzione degli ossidi di azoto, un impianto di iniezione diretta a 350 bar e un sistema di raffreddamento a portata variabile. I primi dati comunicati per il nuovo 1,6 litri sovralimentato parlano di una potenza di 180 CV e una coppia di 265 Nm.

Per questo propulsore, Hyundai e Kia hanno registrato oltre 100 brevetti relativi a CVVD in Paesi come Giappone, Cina e UE. Negli Stati Uniti, dove il propulsore verrà costruito negli stabilimenti Hyundai Motor Manufacturing Alabama (HMMA) a Montgomery, in Alabama, sono stati depositati 120 brevetti.

Questo è il principio di funzionamento dei motori a ciclo Atkinson, utilizzati da Toyota sulle sue vetture ibride, caratterizzati da potenze specifiche modeste, ma da consumi molto bassi.

Il team di ingegneri che ha sviluppato la tecnologia Hyundai CVVD fasatura variabile
Il team di ingegneri che ha sviluppato la tecnologia Hyundai CVVD

Del sistema CVVD ne ha parlato anche il magazine ELABORARE di ottobre 2019.

Tecnica tecnologia CVVD Hyundai  fasatura variabile distribuzione motore evoluta
magazine ELABORARE di ottobre 2019
con articolo approfondito sulla tecnologia CVVD Hyundai.

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Manuel Cerfeda

Da sempre appassionato di automobilismo e di scrittura. È ingegnere e lavora nel campo delle energie rinnovabili. Ama leggere libri di tecnica motoristica e automobilistica, in particolare sulla storia della Formula 1 e delle auto da competizione in genere. Molto attratto dalle auto storiche, in particolare le youngtimer: il suo sogno è una Porsche 911 Carrera 4 Targa, serie 964 del 1989. Possibilmente rossa. E' autore umoristico e satirico: scrive sulla rivista “L’odio digitale” e ha pubblicato i libri “Autopsie ipocaloriche e altri metodi per perdere peso” e “L'anagramma di derma (non madre, quell'altro)”.
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