1999 – Fiat Punto GT Turbo: il soffio della potenza – Con la Fiat Punto GT Turbo la casa torinese ha abbandonato, almeno per ora, l’avventura nel campo dei motori turbo sulle vetture di piccola e media cilindrata. Ma effettivamente qual’è il contenuto tecnico di quest’auto che ha accomunato appassionati di diversi paesi e soprattutto quali sono i suoi margini di miglioramento di in termini prestazionali ?
Perché parlare proprio ora della Punto GT Turbo visto che il modello è uscito dal listino vendite ormai da tempo? I motivi sono tanti: perché è una vettura turbo vecchia generazione che quando accelera te lo fa sentire, perché è una vettura piccola, ma altamente tecnologica ma soprattutto perché è una vettura con un motore molto capace, un motore le cui prestazioni possono essere incrementate, conservando l’affidabilità, ben oltre quelle fornite dalla casa. Vedremo infatti in queste pagine come è possibile incrementare le prestazioni del 1372cc turbo che equipaggia la Punto GT.
La Punto GT Turbo è la degna erede della Uno Turbo sorella minore che ha regalato, e tuttora regala a chi ancora la possiede, divertimento e sensazioni da vera sportiva. La Punto GT si affaccia sul mercato nel 1993 riprendendo e affinando i concetti e le soluzioni costruttive già presenti sulla Uno Turbo. La Punto GT è “più macchina” come si sente spesso pronunciare da molti intendendo con questo che rispetto alla Uno Turbo il design della carrozzeria e le volumetrie interne sono diventate più consone a ciò che la vettura intende esprimere: sportività con un pizzico di eleganza. Per fare questo i tecnici a Torino migliorano l’assetto della Uno Turbo, modificano le carreggiate e maggiorano la performance dell’impianto frenante. A livello di unità propulsiva una diversa gestione del motore, una più attenta analisi dei particolari, ed una rivisitazione di alcune geometrie fondamentali conditi con una nuova turbina (la IHI VL7) trasformano il generoso cuore della Uno Turbo in un motore capace di 133 Cv ed una coppia di 204 Nm a 3.000giri/min. Nasce così una nuova era per i giovani amanti dei motori turbo. La Punto GT si presenta sulle strade con quella linea sobria e priva di eccessi con l’intento di emulare, anzi dove possibile, migliorare quello che la sua antenata già aveva fatto. Ma le cose non vanno proprio come previsto, dato che la vettura mortificata dal proprio peso impedisce al 1372cc turbo di staccare tempi degni della sua sorella minore. Poi, neanche farlo apposta, intervengono le normative sull’inquinamento e la Punto GT deve subire un restauro a livello del motore. In questo frangente anche il look esterno subisce piccole modifiche come, ad esempio, l’adozione dei cerchi in lega color antracite. È il 1997. I tecnici Fiat si impegnano e riescono ad ottenere una termodinamica di combustione più efficiente ma il risultato finale in termini di prestazioni sembra deludente: il banco prova dice 130 Cv a 5.600 giri/min e 200 Nm di coppia a 3.000 giri/min. Ma provando quest’ultima versione della Punto Gt ci si rende conto che il cielo non è tutto grigio come appare inizialmente. Le rivisitazioni del ’97 a livello di meccanica ed elettronica ci dimostrano come il problema dei cavalli non è solo una questione di quantità ma anche di qualità. Ed è così che la Punto Gt, generazione ’97, si presenta molto più elastica e molto più pronta nelle accelerazioni. Il cronometro da 0 a 100km/h si ferma con qualche decimo di ritardo ma l’aggressività dell’accelerazione istantanea è comunque superiore al modello più prestante da 133 Cv. Le marce diventano più corte e con il primo rapporto inserito si riesce a raggiungere una velocità indicata dalla casa di 53 km/h contro i 58 km/h della versione ’93. E così la seconda permette una velocità massima di 83km/h invece dei 91km/h, poi la terza con 121km/h contro i 134 km/h, la quarta con 162km/h a fronte dei 177 km/h della prima versione. Infine per la quinta marcia la casa torinese dichiara genericamente per ambedue le versione una velocità maggiore o uguale a 200km/h. Con quest’ultimo rapporto non è difficile immaginare la migliore prestazione della versione ’93. Ma la differenza sostanziale è sul misto stretto, ambiente in cui la Punto Gt ultima versione si dimostra senz’altro superiore, in quanto ad agilità, a quella d’esordio. Rimane purtroppo il divario incolmabile con la sorella più piccola, la Uno Turbo che, ancora oggi, con i suoi 118Cv stacca tempi degni di nota. Nelle righe che seguono verrà presa in considerazione l’elaborazione della versione ’97, anche se non mancheranno comunque i confronti con la vettura esordiente del ’93.
Quando la Fiat presenta questa versione pepata della gamma Punto le dimensioni esterne rappresentano comunque un balzo in avanti rispetto alle vecchia linea della vendutissima Uno: passo di 2450mm, carreggiata anteriore da 1380mm e posteriore da 1360mm. La larghezza massima della vettura pari a 1625mm cerca di bilanciare un’altezza totale da terra di 1440mm (probabilmente ancora eccessiva per il tipo di vettura e relative prestazioni). La sospensione anteriore è a ruote indipendenti, del tipo Mac Pherson con bracci oscillanti collegati mediante due boccole elastiche ad una traversa. Le molle ad elica sono disassate mentre gli ammortizzatori sono idraulici a doppio effetto; non mancano ne la barra di torsione ne quella di rollio; tutti gli snodi sono a lubrificazione permanente. La sospensione posteriore è invece caratterizzata da ruote indipendenti con l’adozione di molle elicoidali e bracci in ghisa articolati su cuscinetti. Completa il tutto la barra stabilizzatrice ed una serie di due tamponi paracolpi in gomma.
L’impianto frenante di questa piccola bomba ha un equipaggiamento di tutto rispetto: un sistema antiblocaggio (ABS), di serie sull’ultima versione, assicura una frenata potente in tutte le situazioni. I dischi anteriori sono autoventilanti e hanno un diametro di 257mm ed uno spessore di 20mm mentre quelli posteriori non autoventilanti sono da 240mm con uno spessore di 11mm. L’impianto ABS è fornito dalla Bosh ed è costituito da una centralina elettroidraulica con centralina elettronica di comando incorporata e quattro sensori di numero giri (uno per ogni ruota). A tutto questo bisogna aggiungere che con il restyling del ’97 anche l’impianto frenante ha beneficiato di un ulteriore miglioramento ereditando concetti e componentistica montate su Marea e Bravo.
Il gruppo frizione segue anch’esso il solito schema adottato su molte vetture Fiat con monodisco a secco. Il carico della molla a disco di 4250N ed un disco condotto con un diametro esterno della corona di 200mm ed uno interno di 137mm permettono di scaricare una coppia massima teorica di circa 362Nm ipotizzando un coefficiente di attrito di 0.5. Se poi consideriamo un consumo della frizione tale per cui il coeffciente di attrito possa scendere a 0.4 la coppia massima trasmissibile diventa pari a 290 Nm. Il calcolo della coppia massima trasmissibile può essere fatto utilizzando la seguente:
essendo f il coeffciente di attrito, Q il carico della molla spingidisco, Re il raggio esterno del disco frizione ed Ri il raggio interno. I risultati ottenuti per i valori di coppia massima trasmissibile dalla frizione dimostrano un buon sovradimensionamento della stessa e assicurano la possibilità di trasmettere anche valori maggiori di coppia derivanti da una preparazione stradale del motore. Il cambio a cinque rapporti è costituito da ingranaggi a denti dritti per la retromarcia ed ingranaggi a denti elicoidali per le marce di avanzamento. Dati questi brevi cenni sulle caratteristiche di sospensioni, freni e trasmissione passiamo al vero oggetto di queste pagine: il motore.
1999 – Fiat Punto GT: il motore
Come già accennato in precedenza il propulsore della Punto GT Turbo deve trainare un corpo vettura che raggiunge un peso complessivo in ordine di marcia pari a 1000kg circa contro gli 845kg della Uno Turbo. Il motore della Punto GT Turbo è nei suoi elementi essenziali una vecchia conoscenza in casa Fiat; si tratta infatti del già noto 4 cilindri 8 valvole con distribuzione monoalbero in testa e camera di combustione a tetto. Le rivisitazioni per poterne derivare una versione turbocompressa riguardano sia la parte legata alla gestione elettronica che alcuni particolari fondamentali della meccanica.
Notiamo immediatamente l’alesaggio da 80.5mm e la corsa da 67.4mm che collocano il motore della Punto GT Turbo nella ormai grande e diffusa famiglia dei motori superquadri. La corsa corta unita ad una gestione del motore mediante sovralimentazione rende il comportamento del propulsore certamente poco progressivo nell’ascesa verso i regimi più elevati. Da notare il rapporto di compressione di 7.8:1 per la versione ’93. La metodica della sovralimentazione obbliga come ben noto ad abbassare il rapporto geometrico di compressione pena l’insorgere della detonazione. La coppia dichiarata è di 204 Nm a 3000giri/min. E’ il 1993. I dati raccolti sino a questo momento sono eloquenti: il test su strada non smentisce le aspettative; la brutalità nell’erogazione della coppia tipica dei motori turbo si fa sentire tanto quanto il buco di alimentazione sotto i 3000giri/min. Ma arriva il 1997. Fiat, obbligata dalle nuove restrizioni in termini di emissioni nocive, mette sul mercato il nuovo restyling della Punto GT e subito ci si accorge che qualcosa è cambiato. Il rapporto di compressione geometrico sale da 7.8:1 a 9:1, la potenza cala a 130Cv mentre la coppia massima ed il regime di giri corrispondente rimangono sostanzialmente invariati. La pressione di picco del gruppo turbocompressore scende dall’1.3bar della versione ’93 a 1.2bar della versione ’97. Neanche tanto considerando il sostanzioso aumento del rapporto di compressione geometrico; evidentemente una diversa rimappatura della centralina dell’impianto integrato di accensione/iniezione Bosh Motronic 2.7, una rivisitazione del diagramma della distribuzione e la messa a punto di altri particolari hanno permesso il mantenimento del valore della pressione di sovralimentazione. Ed è infatti quello che è successo. Il modulo di comando iniezione-accensione elettronica integrata BOSH MOTRONIC M2.7 è passato dal tipo 0.261.303.099 allo 0.261.204.159, l’anticipo di accensione motore, controllato ad 850 giri/min, è di 5° nella versione ’93 e di 9° ad 800 giri/min sulla versione ’97. L’aumento dei gradi di anticipo sull’accensione ha sicuramente esaltato le doti di maggior prontezza dell’ultima versione rispetto alla prima soprattutto se si tiene sempre in conto l’aumentato rapporto geometrico di compressione. Ma la sostanziale differenza tra le due versioni è proprio nel diagramma della distribuzione; non a caso troviamo un anticipo di apertura della valvola di aspirazione di 14° sulla versione ’93 e di 0° sulla versione ’97; il posticipo sulla chiusura è di 44° per la prima e di 43° per la seconda. Il risultato di questa variante è apprezzabilissima testando le due vetture; si nota infatti un’elasticità incredibilmente superiore nella versione ’97 a fronte, però, di un più difficoltoso riempimento volumetrico agli alti regimi cosa di cui invece soffre meno la versione ‘93. Questo spiega anche lo spostamento del regime di potenza massima dai 5750giri/min della prima versione ai 5600giri/min dell’ultima. Per quanto riguarda il diagramma della valvola di scarico si rileva un anticipo più pronunciato sulla versione ’97, 40° prima del PMI, contro i 36° della versione ’93; le chiusure sono rispettivamente di 3° e 6° in ritardo rispetto al PMS. Anche qui la modifica è da manuale; l’anticipo maggiorato ha portato quasi sicuramente come beneficio un più basso valore nell’emissione di anidride carbonica e ossido di azoto diminuendo nello stesso tempo la contropressione allo scarico. Ecco in parte spiegata la possibilità di mantenere la pressione di regime del gruppo turbocompressore quasi inalterata. Qualcosa di molto interessante lo rileviamo invece a livello della testata in cui le valvole di scarico al sodio rispecchiano senz’altro le caratteristiche sportive del motore. L’utilizzo delle valvole al sodio non è certo una novità in campo motoristico, soprattutto in quello sportivo, ma è sicuramente un qualcosa da considerare con attenzione quando si parla di vetture di serie. Il propulsore della Punto GT per quanto convenzionale nella sua architettura appartiene comunque a quella categoria di motori di serie con potenze specifiche piuttosto elevate. La scelta di Fiat Auto di utilizzare valvole al sodio è segno certamente che qualche preoccupazione sul regime termico del motore esiste. Anche le molle valvole sono abbondantemente dimensionate con la molla interna che offre una spinta di reazione di 290 N sotto una freccia di 9 mm e quella esterna che invece reagisce con 390N una volta schiacciata di 8mm. L’alzata delle valvole è pari a 9.564mm per quella di aspirazione ed 8.8 mm per quella di scarico. Il circuito di lubrificazione, elemento fondamentale per questo motore, e per tutti i motori turbo in genere, è del tipo a circolazione forzata con pompa ad ingranaggi e filtro olio a cartuccia montato in serie. La pressione di funzionamento alla temperatura di 100 °C deve essere maggiore di 1 bar al minimo e maggiore di 3.7 bar sopra i 4000 giri/min. Ma ben altre sorprese riserva il motore della Punto Gt Turbo. Aspetti molto interessanti nascono quando si comincia a parlare dell’impianto di alimentazione. Ed è proprio intervenendo su quest’ultimo che si riesce ad incrementare in modo cospicuo la potenza di questo propulsore.
L’impianto di alimentazione è, come abbiamo già avuto modo di dire, quello di iniezione-accensione elettronica integrata della Bosh Motronic con pompa elettrica della benzina immersa nel serbatoio capace di una portata di 120l/h. La taratura del regolatore di pressione del carburante è di 3 bar ed il suo compito è quello di mantenere il perfetto rapporto stechiometrico aria/benzina in funzione di tre principali parametri quali la misurazione della portata d’aria, la presenza di ossigeno nei gas di scarico e il valore di pressione relativa esistente all’interno del collettore di aspirazione. A questo proposito è importante far notare che anche la Punto Turbo, alla pari di altre vetture della stessa categoria, testimonia scelte progettuali non sempre ideali ed all’altezza del loro compito. Ci riferiamo al misuratore di portata d’aria a filo caldo; ricordiamo infatti che il posizionamento di questo debimetro è a monte del compressore e subito a valle della scatola filtro. L’osservazione importante da fare è che le condizioni dell’aria a monte del compressore non sono sicuramente uguali a quelle a valle dello stesso. Inoltre una cosa è la portata volumetrica e un’altra è la portata in massa. Quella che si conserva è la massa e non il volume. Pertanto dedurre a monte del compressore le carratteristiche dell’aria che si miscelerà con il carburante può portare ad alcuni errori di valutazione. Infatti durante il processo di compressione l’aria esce dallo statore del compressore ad una temperatura maggiore e di conseguenza ad una densità inferiore. Ciò significa che il contenuto di ossigeno a parità di volume immesso nel cilindro risulta senz’altro minore. E’ anche vero però che la sonda lambda è in grado di verificare la correttezza del processo di combustione informandone costantemente la centralina.
Diciamo comunque che l’impianto di alimentazione della Punto GT è uno dei sistemi più sofisticati presenti sulla vettura. In particolare il processo di alimentazione è caratterizzato dall’adozione di un turbocompressore funzionante con gas di scarico; la pressione di esercizio, ossia il valore di pressione che il corpo turbina mantiene in condizioni di piena ammissione e sotto carico dopo aver raggiunto il picco di pressione e di circa 0.8bar. Il picco generato invece dall’overboost di serie raggiunge gli 1.2bar per poi scendere abbastanza velocemente verso gli 0.8bar. La gestione della pressione di sovralimentazione è ottenuta mediante un elettrovalvola a 3 vie, la Pierburg, e l’utilizzo di una valvola wastegate avente lo scopo di limitare al valore voluto la pressione di sovralimentazione. In pratica la Pierburg permette di ottenere l’effetto di overboost gestendo il collegamento tra compressore e turbina. Infatti in una gestione base la membrana dell’attuatore della wastegate (chiamato in gergo semplicemente wastegate) viene pilotata da un condotto che monitorizza costantemente la pressione esistente nel lato aspirazione; quando nel tratto di circuito compreso tra girante del compressore e collettore di aspirazione si raggiunge la pressione di sovralimentazione voluta in sede di progetto si ha l’apertura della wastegate che permette di by-passare la girante della turbina. L’apertura della wastegate, nella sua gestione più semplice, avviene proprio grazie alla pressione esercitata sulla membrana del suo attuatore da parte della porzione di fluido presente nel condotto in questione derivante dal lato compressore. Se invece si utilizza una Pierburg per ottenere un effetto di overboost il collegamento tra lato aspirazione e lato scarico del gruppo turbocompressore non è più diretto proprio perchè tra i due viene posizionata l’elettrovalvola. Il compito della Pierburg è quello di non far sentire alla wastegate la pressione esistente nel lato aspirazione per un tempo determinato in sede di progetto e fino a quando sul lato aspirazione non si raggiunge la pressione di picco cercata. Ingannando in tal modo la wastegate il gruppo di sovralimentazione della Punto Gt permette di raggiungere una pressione di picco che sviluppa un valore di coppia piuttosto elevato per brevi periodi.
Come per tutte le vetture sovralimentate con grado di sovralimentazione abbastanza elevato la PuntoGt è dotata di una valvola by-pass sul lato aspirazione per evitare che le sovrapressioni in rilascio siano tali da generare pericolosi colpi d’ariete sulle pale della girante del compressore e sulla valvola del corpo farfallato. Detto questo è bene aprire una breve parentesi. I costruttori di auto devono necessariamente fornire alla propria clientela un prodotto si prestazionale ma anche e soprattutto affidabile. Questo significa che i progettisti nel costruire un motore, piuttosto che un telaio devono avere delle certezze. L’esistenza di queste certezze è un problema che attanaglia tutti i campi dell’ingegneria ed in generale delle scienze esatte. Progettare un propulsore dal punto di vista ingegneristico significa dimensionare ogni sua parte; il dimensionamento di un organo ha come obiettivo quello di creare un oggetto con una ben determinata forma geometrica, con ben precise proprietà di massa, ma soprattutto significa ideare un qualcosa che possa svolgere la propria funzione oltre che correttamente anche in maniera duratura nel tempo. E qui è bene chiarire, una volta per tutte, un concetto molto importante. Le conquiste dell’ingegneria moderna rappresentano importantissimi traguardi ma non dobbiamo dimenticarci che gli ingegneri durante il loro processo di progettazione hanno a disposizione gli strumenti della scienza che sono ancora poveri e che costringono a procedere a furia di limitazioni e semplificazioni. Questo significa che ogni progetto umano nasconde comunque insidie ed errori. Ma un costruttore ha il dovere, malgrado tutto, di rendere la sua opera sicura e affidabile. E allora per varcare questo abisso tra realtà e modelli teorici bisogna introdurre un concetto quello di “coefficiente di sicurezza”. Il coefficiente di sicurezza rappresenta per il progettista la misura dell’imponderabile. La distanza esistente tra la realtà fisica così come ci appare e il modello teorico che l’ingegnere si è costruito viene misurata proprio dal coefficiente di sicurezza. Un valore pari a 2 per il coefficiente di sicurezza sta ad indicare che se le teorie che abbiamo applicato sono corrette abbiamo progettato e costruito un oggetto che può resistere al doppio delle sollecitazioni a cui viene sottoposto in condizioni di esercizio.
Applichiamo quanto detto ora alla Punto GT Turbo. La vettura che veniva commercializzata con una potenza dichiarata di 130 Cv a 5.600 giri/min è stata oggetto di elaborazione da parte di numerosi preparatori. I preparatori con le loro realizzazioni si sono avventurati in quel campo giudicato dal costruttore non sicuro, ossia hanno abbassato, perseguendo altri obiettivi a loro più vicini, quali l’incremento delle prestazioni puro e semplice, il valore del coeffciente di sicurezza avvicinandosi all’unità. Alcuni più temerari si sono spinti oltre e sono incappati in rotture di varia natura. Noi non ci vogliamo ora occupare di questo tipo di elaborazioni della Punto GT Turbo ma ci limitiamo a quegli interventi, di più fine realizzazione, tesi a sfruttare i margini lasciati dal costruttore. In quest’ottica i margini di miglioramento che si possono ottenere da un propulsore sono in un certo senso la cartina torna sole della bontà del progetto. Supponiamo infatti di avere un motore preparato anche solo in minima parte, ossia un motore sul quale sono state effettuate delle modifiche di dettaglio che ne hanno aumentato leggermente la potenza; se questo motore dopo pochi chilometri mostra dei cedimenti è chiaro che ciò è segno di un progetto che era già al limite anche con la vettura in configurazione di serie. La Punto Gt Turbo presentata in queste pagine ha subito diversi interventi sull’impianto di sovralimentazione interventi che hanno incrementato la potenza di circa 25Cv pari ad un 20% in più rispetto alla potenza dichiarata. Questo però non ha, neanche in minima parte, minato l’affidabilità di questo generoso motore ed il fatto va certamente interpretato come bontà del progetto.
Quanto alle modifiche apportate alla vettura è stato sostituito l’attuatore pneumetico della valvola wastegate (e non la wastegate come spesso si sente dire nel gergo comune) con uno di produzione Bonalume completamente in Ergal ed è stato modificato l’overboost di serie con un’interfaccia per la gestione della wastegate. In questo modo è stata alzata la pressione di picco da 1.2 bar ad 1.6 bar ed è stato spostato il valore di quella di regime da 0.8bar ad 1.2bar circa. Una successiva modifica è stata apportata al fine di eliminare la gestione dell’overboost da parte del controllo elettronico motore e quindi della Pierburg unita all’interfaccia a favore di un controllo totalmente pneumatico, il Superpicco, con tempi di risposta ridotti e soprattutto con capacità tali da assicurare l’effettuazione del picco di pressione in qualsiasi situazione e a qualsiasi regime di giri del motore. Con questo oggetto, sempre di produzione Bonalume la pressione di picco è stata portata a 1,8bar circa mentre è stata mantenuta la pressione di regime. Un ulteriore variante introdotta da Superpicco è il tempo di discesa dalla pressione di picco a quella di regime che è stato leggermente allungato. Infatti la turbina dopo aver raggiunto il picco di pressione di 1,8bar scende lentamente verso gli 1.5bar per poi procedere più lentamente verso un valore di 1.2bar41,3bar. Questa serie di modifiche ha permesso di ottenere un incremento di potenza del propulsore di 25-27 CV ed un incremento di coppia di circa 50Nm. Tutti i dati qui riportati sono stati verificati sul banco prova dalla stessa officina Bonalume. Si tenga presente che il valore della pressione di regime del gruppo turbocompressore in configurazione originali, cioè mantenendo invariati turbina e collettori di scarico, è bene che non superi gli 1.241.3bar pena un decadimento repentino delle prestazioni a causa di eccessiva contropressione allo scarico. Per salire ulteriormente con la pressione di regime si rende necessaria la sostituzione della turbina con una di maggiori dimensioni. Il collettore di scarico originale riesce invece a sopportare, in termini di fluidodinamica, potenze fino a 190 Cv.
Parallelamente alle modifiche che hanno interessato direttamente il lato turbina del gruppo turbocompressore sono state messe in atto altre due modifiche in sequenza temporale finalizzate questa volta non ad aumentare la potenza quanto a salvaguardare l’integrità della girante del compressore e del corpo farfallato. In un primo tempo è stata installata una valvola by-pass a pistone costruita in Avional e completamente anodizzata brevettata sempre da Bonalume. Questa nuova valvola by-pass è risultata essere più adatta a sopportare i picchi di pressione che nascono, nel momento in cui si rilascia il pedale dell’acceleratore, nella zona del condotto di aspirazione compresa tra girante del compressore e corpo farfallato.
Questa nuova valvola by-pass viene assemblata direttamente dall’officina Bonalume che si preoccupa anche di collaudarla. Il collaudo prevede una pressione massima di 37atm, mentre la pressione di funzionamento in esercizio è compresa tra un minimo di 0.35 atm ed un massimo di 5atm. L’officina Bonalume, data la qualità e la resistenza dei propri prodotti, assicura il normale funzionamento della valvola per temperature di esercizio comprese tra -23 °C e 150 °C. Le caratteristiche salienti di questa valvola sono il peso del pistone, 48g, e la sua corsa di 13,7mm. La portata d’aria in condizioni di piena apertura ed in corrispondenza di una pressione di 0.8atm è pari a 101m3/h nettamente superiore ai 92m3/h della by-pass originale prodotta dalla Bosh e testata nelle medesime condizioni. La valvola by-pass (o pop-off), e la valvola power-pop come vedremo qui di seguito, rappresentano un particolare di importanza fondamentale per il corretto funzionamento dell’impianto di sovralimentazione e per la salvaguardia di alcuni suoi organi fondamentali. Spesso e volentieri la valvola by-pass è considerata un elemento secondario ma avremo occasione di spiegare nei prossimi mesi la sua importanza a tal punto che essa dovrà essere considerata tra i primi particolari da sostituire su un motore sovralimentato a cui si chiedono elevate prestazioni.
In un secondo tempo si è passati all’utilizzo di una power-pop, quindi ad una valvola completamente a sfiato libero, sempre dello stesso Bonalume, che ha reso il comportamento del propulsore più secco e meno progressivo. L’utilizzo di una valvola con ricircolo (by-pass) piuttosto che a sfiato libero (power-pop) è un argomento su cui si potrebbe discutere alquanto. Limitiamoci alle seguenti considerazioni di ordine pratico. Dal punto di vista energetico è evidente come la valvola by-pass rappresenti la miglior soluzione. Infatti l’energia di pressione contenuta nell’aria di sfiato viene sfruttata dalla valvola by-pass che provvede a inviarla a monte del compressore. Di fatto l’aria sfogata non viene persa ma viene reimmessa nel condotto di aspirazione. In questo modo si ottiene un propulsore più pronto grazie ad un turbocompressore che, partendo da una velocità di rotazione più elevata, accelera più velocemente. In secondo luogo la quantità d’aria misurata dal debimetro subito dopo la scatola filtro tende, in questo modo, comunque a conservarsi. Unico neo, in realtà abbastanza trascurabile, è quello di immettere aria più calda all’ingresso del compressore. Dal punto di vista del comportamento la valvola by-pass brevettata da Bonalume mostra una silenziosità di funzionamento eccezionale, maggiore di quella di serie, ma allo stesso tempo riduce drasticamente il freno motore in rilascio. Il piccolo effetto di sovralimentazione creato nell’azione di ricircolo è tale per cui nei primi istanti di rilascio la vettura mostra una sorta di breve e moderato effetto di accelerazione. Questo effetto piacevole ma per certi versi innaturale riduce il freno motore negli istanti iniziali; l’effetto si ottiene anche con valvola a farfalla completamente chiusa grazie all’intervento dell’attuatore del minimo. Si tenga conto che questa capacità della valvola by-pass di mantenere un piccolo grado di sovralimentazione in rilascio, grazie all’aria sfogata, permette di viaggiare a medie autostradali piuttosto elevate con basso sfruttamento del turbocompressore. Se invece si cerca un motore più violento nell’erogazione, che abbia una grande sonorità in rilascio, bisogna passare alla power-pop. La power-pop è di fatto una valvola con comportamento totalmente dissipativo in quanto tutto ciò che è sfogato è perso. Questo è anche il motivo per cui l’erogazione del turbo diventa più violenta; infatti quando si rilascia violentemente l’acceleratore la girante del compressore raggiunge una velocità di rotazione molto bassa. Una volta che si riaccelera dopo che l’aria è stata sfogata, il compressore, mostrerà inizialmente un po’ di turbo-lag, e poi ripristinerà la portata necessaria ad ottenere il grado di sovralimentazione cercato. Il passaggio da aspirato a sovralimentato inizierà con qualche decimo di ritardo rispetto alla situazione con valvola by-pass ma l’effetto che si ottiene è più dirompente e l’accelerazione istantanea risulta più tipicamente da motore turbo. Dal canto suo la power-pop sfoga all’esterno aria calda per cui permette un ricambio del fluido nel collettore di aspirazione; così facendo l’aria aspirata dal motore risulta essere in condizioni termiche sempre migliori rispetto a quelle imposte dalla by-pass. Con la power-pop di fatto si lavora con aria più fresca.
Le modifiche fatte all’impianto di sovralimentazione si concludono con l’aggiunta di una trombetta d’aspirazione montata sulla cassa filtro che funge da condotto divergente-convergente capace di trasformare l’energia di pressione in energia cinetica.
Infatti se viene richiesto al compressore di pompare una portata maggiore bisogna permettergli anche di aspirarla. La trombetta ha anche il compito di evitare il formarsi di eccessivi fenomeni di depressione all’interno della cassa filtro che potrebbero arrivare a frenare l’azione aspirante del compressore. Il posizionamento della trombetta deve permettere, compatibilmente con quello che permette la scatola filtro, l’aspirazione di aria il più possibile fresca.
E’ evidente che abbiamo parlato di una vettura piuttosto sofisticata: la Punto GT è un piccolo concentrato di tecnica e tecnologia. Il nome è uno solo, Punto GT, ma le tipologie di motore sono due: nel primo caso abbiamo a che fare con un propulsore più possente, da sfruttare in alto scendendo a patti con un maggiore turbo-lag per evitare di perdere decimi di secondo preziosi in una prova di accelerazione; la velocità di punta tuttavia è assicurata e direi notevole per un 1400cc. Dall’altra parte abbiamo un propulsore più pulito e nello stesso tempo più rabbioso; se la versione ’93 divora l’asfalto con la sua notevole velocità di punta e le sue lunghe marce la versione ’97 lo morde e lo aggredisce con grande cattiveria. L’ultima versione della Punto Gt ha un carattere irruente; il suo motore in breve tempo raggiunge la zona rossa del contagiri e per i meno abituati a prestazioni di questo genere non è difficile far conoscenza con il limitatore. La Punto Gt rappresenta la fine di un’era, quella delle piccole e velocissime vetture turbo da gran turismo già veloci di serie, velocissime se preparate. Tanti automobilisti di oggi, molti tra quelli che incontriamo sulle strade di tutti i giorni, vecchi e giovani non fa differenza, hanno sempre considerato queste vetture degli strumenti di morte, le hanno sempre acclamate come pericolose e spesso le hanno soprannominate “bare su quattroruote”. A queste persone voglio rispondere con questa breve quanto banale riflessione: qualsiasi strumento costruito dall’uomo può diventare un’arma fatale se non si hanno le conoscenze per utilizzarlo. Non è corretto giudicare pericoloso uno strumento semplicemente perché non siamo in grado di gestirlo. Sarebbe al contrario più leale ammettere che certe vetture non sono per tutti, o meglio che malgrado tutti possano guidare certe vetture non tutti sono in grado di utilizzarle al limite delle loro possibilità. Il coinvolgimento statisticamente frequente di tali vetture in incidenti mortali ne ha creato una cattiva fama. In realtà queste vetture hanno un comportamento limite molto sopra la media e questo è proprio il motivo che spinge il pilota, soprattutto se giovane e privo di esperienza, ad azzardare manovre fisicamente irrealizzabili.
Quanto alla Punto GT, chi lo sa. Forse i tecnici Fiat nel congedarsi dalla loro avventura nel campo dei piccoli motori turbo hanno sentito il richiamo lontano della vecchia e gloriosa Uno Turbo.
1999 – Fiat Punto Gt: i manometri
Al tempo, quando ero in possesso della vettura, progettavo manometri e termometri utilizzando un modellatore solido. Quello che vedete qui di seguito, mi sembrò un perfetto completamento del lavoro. Feci infatti realizzare dalla produzione dell’azienda, in cui occupavo il ruolo di Responsabile Tecnico, due manovuotometri personalizzati da montare in plancia per verificare il comportamento del circuito di sovralimentazione dopo l’elaborazione. Vi riporto qui di seguito i disegni che realizzai a CAD per la costruzione delle piastre di montaggio e per il circuito di collegamento. Per capire bene come collegare il tutto, fate riferimento anche agli altri schemi che ho prodotto e che trovate nella parte iniziale dell’articolo. Un’ultima precisazione: i manometri montati sono, ovviamente, con attacco posteriore, ossia il perno dei due manometri fuoriesce dal retro della cassa del manometro stesso. Sarebbe stato impossibile, se non antiestetico, montare manometri con attacco radiale.
