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Apertura evoluta delle valvole, come funziona sul Motore Hyundai CVVD

Gestire la fasatura delle valvole in modo preciso e continuo: questo l’imperativo degli ingegneri Hyundai. Il risultato si chiama CVVD: scopriamo com'è fatto questo dispositivo e quali sono i suoi vantaggi che permettono di aprire e chiudere le valvole quando e come si vuole

Il nuovo motore 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 con una leggera riduzione dei consumi ed aumento delle prestazioni.

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.

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

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 Hyndai come funziona

Video CVVD Hyndai come funziona

Come funziona l’apertura variabile delle vavole?

Vediamo come funziona questa apertura variabile delle vavole. 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.

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.

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

COME FUNZIONA la tecnologia 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.

Come ci riesce? Il cuore del sistema 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.

componenti sistema CVVD Hyundai per la gestione evoluta dell'apertura della valvola
Principali componenti del sistema CVVD Hyundai per la gestione evoluta dell’apertura della valvola

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.

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

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.

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.

tecnologia CVV motori benzina Hyundai
Confronto tecnologia CVV nei motori benzina Hyundai

Motore benzina Hyudai 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
Il team di ingegneri che ha sviluppato la tecnologia Hyundai CVVD

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

magazine ELABORARE di ottobre 2019
con articolo approfondito sulla tecnologia CVVD Hyndai.

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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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