Motore Ford 4 cilindri 16 valvole

Motore 16 valvole, la rivoluzione di Ford (prima parte)

Motore 16 valvole, la rivoluzione di Ford (prima parte). Fu una piccola rivoluzione quella introdotta nel 1992 da Ford. In quell’anno la Casa dell’Ovale blu decise di allargare la platea di vetture sulle quali far salire il motore 4 cilindri a 16 valvole. La gamma dei nuovi motori spaziava dal 1,6 al 1,8 litri per raggiungere il 2,0 litri: per la prima volta quei motori, che equipaggiavano le versioni presta “prestazionali”, furono allargati anche alle vetture di grande produzione. Infatti, le prime vetture ad adottare questo propulsore (più precisamente l’1,8 litri da 105 o 130 CV) furono Fiesta, Escort e Orion. Il nuovo 16 valvole era in grado, secondo la Casa, di fornire un sapiente mix di prestazioni, potenza, bassi consumi e inquinamento, uniti a costi di manutenzione piuttosto contenuti. Oltre all’iniezione elettronica sequenziale, il nuovo propulsore era dotato di accensione elettronica senza distributore; lo scopo della realizzazione di queste nuove unità erano da ricercare nella necessità di avere valori di coppia elevati ai regimi medi.

PRESTAZIONI ELEVATE E RIDOTTO INQUINAMENTO
Furono scelte 4 valvole per cilindro per garantire una buona erogazione di potenza, con bassi livelli di inquinamento e una coppia consistente anche ai bassi regimi, per avere elasticità e ripresa pronta. Quattro valvole per cilindro consentivano anche di realizzare una camera di combustione più compatta ed efficiente, con la candela in posizione ideale, al centro, e un miglio raffreddamento delle sedi valvole. Il 16 valvole era prodotto nello stabilimento gallese di Bridgend e, circa un paio di anni più tardi, anche in quello di Colonia. Il motore Ford ebbe una genesi molto lunga: le prove al banco dinamometrico totalizzarono oltre 150.000 ore e coinvolsero più di 2.000 propulsori montati su vetture che, alla fine del programma, percorsero una distanza superiore ai 10 milioni di chilometri.

Motore Ford 4 cilindri 16 valvole

LA TECNICA
Il nuovo motore Ford si basava su un progetto avanzato costituito da un blocco cilindri di ghisa con una testa cilindri a doppio albero di distribuzione e 16 valvole, di lega leggera. Aveva quattro valvole per cilindro con lo scopo di combinare un buon rendimento volumetrico con una forte coppia ai bassi regimi e un ridotto inquinamento atmosferico. Tutte le versioni disponevano di iniezione elettronica sequenziale, accensione elettronica senza distributore e di convertitore catalitico a tre vie.

ARCHITETTURA DEL MOTORE
Una delle caratteristiche del nuovo motore è quella del diametro dei cilindri 91,8 mm, gli stessi del motore Ford CVH. Questa scelta fu compiuta per avere un motore il più compatto possibile. Dopo studi comparativi sull’impiego dell’alluminio per il monoblocco, è stato preferito l’impiego di una fusione di sabbia di ghisa come materiale più affidabile e conveniente per questa particolare applicazione. Il disegno è stato alleggerito sfruttando le vantaggiose caratteristiche della ghisa per quanto riguarda rigidità e isolamento acustico. La rigidità complessiva del propulsore fu aumentata dall’impiego di una coppa olio strutturata, di alluminio pressofuso.

SISTEMA MANDY
Questo nuovo motore progettato da Ford si distingueva per il cosiddetto sistema MANY (MANifold Dynamics analysis), ovvero l’analisi dinamica del collettore. Tale modello informatico era costituito da una sequenza di programmi di simulazione che consentivano di seguire e ottimizzare il percorso, prima della combustione, di tutto il volume di aria e carburante aspirati, attraverso collettore, passaggi, luci e sedi valvole e camera di combustione, compresi gli effetti della distribuzione. Questo ha consentito di ottenere le prestazioni volute accoppiando le caratteristiche dei sistemi di aspirazione e distribuzione, studiati insieme.

I risultati delle simulazioni del programma Mandy e le tecniche di visualizzazione del flusso con illuminazione al laser hanno rivelato che poteva essere generata una turbolenza molto efficace ai bassi regimi senza nessuna significativa riduzione del flusso massimo, facendo funzionare in parallelo ogni coppia di valvole. Per questo scopo fu necessario ridisegnare i profili di passaggio della miscela aspirata in modo che questa si disponesse naturalmente ad avvolgersi su se stessa mentre entrava nel cilindro. In questo modo veniva migliorata la miscelazione della carica il cui moto turbinoso veniva successivamente accelerato dall’effetto di compressione del pistone che risaliva e generava delle micro correnti di elevata turbolenza e di grande efficienza per una buona combustione. Il valore di turbolenza raggiunto fu poi controllato scegliendo il punto di separazione del flusso in corrispondenza della sede valvola.




   

   

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