
Iniezione diretta di benzina – Quando accadde, per qualcuno fu pari a una doccia fredda: il caro e vecchio carburatore se ne andò in pensione per lasciare spazio all’iniezione elettronica. In questi ultimi decenni, la tecnologia dei motori ci ha messo di fronte a un altro grande cambiamento: l’iniezione diretta di benzina. Certo, iniettare benzina direttamente in camera di combustione non è proprio una novità. Ma ora, questa metodica é diventata un passo obbligato per raggiungere i target di fuel-economy e riduzione delle emissioni allo scarico. Come dice molto chiaramente la stessa locuzione, l’iniezione diretta si distingue dalla precedente iniezione indiretta per le modalità con cui il combustibile viene inviato all’interno del motore. Premesso che in queste pagine ci limiteremo a considerare esclusivamente i motori a benzina, il grande salto tra i due sistemi implica vantaggi e svantaggi che vale la pena considerare. Un tempo la benzina veniva iniettata nei
collettori di aspirazione. Qui si miscelava con l’aria prelevata all’esterno e si trasformava nella tradizionale miscela che tutti conosciamo. Questione che ha richiesto tutta una serie di studi fluidodinamici per assicurare che in camera arrivasse un “miscuglio” di aria e benzina secondo proporzioni ben precise. Con l’iniezione diretta tutto è cambiato. La miscelazione tra combustibile e comburente avviene direttamente laddove, pochi istanti dopo, verrà innescato il fenomeno della combustione. È sebbene l’iniezione diretta non sia una grande novità per i motori a gasolio, vale la pena osservare che, pur mutuando alcune delle conoscenze sviluppate con la trazione diesel, nel caso dei motori a benzina l’accensione avviene per opera di una scintilla e non per i valori di pressione raggiunti durante la fase di compressione. Questo fatto rende molto differente l’iniezione diretta di un propulsore a benzina rispetto a quella di un’unità a gasolio. Il quadro si completa con l’adozione della sovralimentazione. Ecco tutti gli ingredienti di base per rendere i cari e vecchi motori a benzina ancora più efficienti. Il discorso, però, diventa ancora più interessante se ci si spinge più nel dettaglio e se si esplora l’iniezione diretta sotto alcuni importanti punti di vista. Uno dei più grandi vantaggi dell’iniezione diretta é la possibilità di gestire con molta più efficienza le partenze a freddo. La capacità di poter controllare i tempi e le quantità iniettate, unita al vantaggio di non avere più condensazione di benzina sulle pareti dei collettori, è forse la ragione più importante che rende l’iniezione diretta un grande passo avanti rispetto al passato. Tutto ciò ha una ricaduta notevole anche sul fronte delle emissioni, visto che come molti sapranno i primi minuti di funzionamento di un motore freddo sono i peggiori in termini di inquinamento allo scarico. È evidente che l’iniezione diretta sia stata scelta dalla maggior parte dei costruttori per le questioni di cui abbiamo appena detto. Tutti aspetti molto importanti, fondamentali per vendere un’auto sui mercati del mondo occidentale, ma sicuramente di scarso trasporto emotivo per gli appassionati che associano la parola automobile al concetto di performance. Bene, per loro ci sono notizie molto buone. Qualche volta l’attenzione all’ambiente ha dei risvolti interessanti. Sí, perché l’iniezione di combustibile in camera di combustione ha un grandissimo vantaggio: raffreddare l’aria che si deve miscelare con il combustibile stesso. Il processo di vaporizzazione, infatti, é una trasformazione che assorbe calore e siccome il combustibile iniettato in camera di combustione non tocca mai le pareti del motore, il calore verrà sottratto proprio all’aria che funziona da comburente. Perché questo fatto é importante sul fronte delle prestazioni? Perché grazie al raffreddamento dell’aria viene scongiurata la detonazione e, a parità di combustibile utilizzato, il rapporto geometrico di compressione può essere elevato anche di un punto e mezzo. È come sanno i più tecnici di voi, il rendimento di un motore termico dipende anche dal rapporto di compressione. Il raffreddamento che si ottiene aumenta l’efficienza volumetrica del propulsore perché l’aria più fredda é notoriamente più densa o, per dirla con termini più tecnici, presenta una maggiore massa volumica. Tanto per fornirvi dei numeri che sono sempre dei parametri interessanti, gli ingegneri di GM hanno osservato su alcuni loro motori un incremento dell’efficienza volumetrica pari anche al 10% nell’intorno dei regimi più bassi (tipicamente

intorno ai 1.000-1.200 giri/min). Questo guadagno cala leggermente salando con il regime, ma resta sempre su valori molto interessanti. Si tenga anche conto che all’incremento di cui sopra corrispondono valori più elevati di coppia. In un’intervista rilasciata ad un magazine americano, Scott A. Lehto, addetto al settore che studia il comportamento dei motori in termini di fuel-economy, ha raccontato che quando Ford ha implementato l’iniezione diretta sul proprio 2 litri aspirato i risultati sono stati eccezionali. Sempre per citare un esempio, lo stesso Lehto ha fatto sapere che se la Ford Focus americana del 2010 vantava una potenza massima di 140 HP e una coppia di 136 lbxft con un rapporto geometrico di compressione di 10:1, quella del 2013, equipaggiata sempre con un 2 litri, ma con l’iniezione diretta, viaggia su una potenza di 160 HP e 146 lbxft con un rapporto geometrico di compressione di 12:1. Il tutto significa un guadagno del 14% sulla potenza e un 7% sulla coppia. Il tutto con una benzina a 87 ottani. Cara iniezione diretta: qui da noi sarai sempre la benvenuta. Ma la storia non finisce qui. Con l’iniezione diretta le cose vanno molto bene anche in corrispondenza dei carichi parziali. È poi sembra fatta apposta per lavorare con la sovralimentazione. L’iniezione diretta é perdutamente innamorata del turbo. Lo sapete vero che i motori turbo sono terrorizzati dal fenomeno della detonazione? Beh, grazie all’effetto raffreddante provocato dall’evaporazione della benzina, la detonazione fa molto meno paura. È poi, c’è la ciliegina sulla torta: la presenza di un sovralimentatore consente di rendere la fase di incrocio delle valvole un momento di grande importanza. I gas esausti se ne vanno allo scarico con più convinzione, lasciando ampio spazio alla miscela fresca che é la pozione magica per ottenere quella maledetta coppia che ci fa tanto godere anche nella guida monotona degli stop and go cittadini.
