Fiat MultiAir: revolutie in motortechniek
vrijdag 13 maart 2009Het gebeurt niet vaak dat alleen een motoronderdeel debuteert als technische primeur. Zonder een motor daarbij en een auto waarin het wonder zal gaan werken. Maar Fiat Powertrain zag toch aanleiding zijn MultiAir-klepbesturing afzonderlijk te presenteren. Volgens de motorontwikkelaars een net zo belangrijke noviteit als de common rail-dieselinjectie die ze ruim tien jaar geleden afleverden. Daar kon Fiat best eens gelijk in hebben. Oordeel zelf…
De rode vlakken geven enkele voorbeelden van de inlaatklepopening die met MultiAir mogelijk is. Eerder of later, minder of meer, één keer of vaker, wat u maar wilt.
Niet voor niets komt common rail-injectie ter sprake, er is een technische overeenkomst met MultiAir. Dat nieuwtje gebruikt elektronische sturing op uiterst precies gefabriceerde hydraulische delen, net als common rail-injectors.
Nog een meer theoretische verwantschap is dat beide systemen dienen voor motorsturing. Een diesel stuur je met de brandstofvoorziening, een benzinemotor met de luchtvoorziening. En die luchtvoorziening kun je beter via de inlaatkleppen sturen, dan met een smoorklep.
Klepopening volledig onder controle
Bij Fiat ontstond destijds het common rail-idee, om de sturing van direct ingespoten diesels ingrijpend beter te regelen. Toen nog bestond Fiat Powertrain (FPT) niet als centrale motorproducent. De wel centrale ontwikkelingsafdeling droeg de productievoorbereiding van het common rail-systeem over aan Bosch.
Deze keer houden ze het nieuws voor zichzelf. Wel noemt FPT als ontwikkelingspartner Schaeffler, naast fabrikant van FAG- en INA-lagers ook specialist in fabricage van onderdelen met de hoogste precisiegraad. Centraal staan in MultiAir namelijk zeer nauwkeurig werkende hydraulische zuigers voor de inlaatklepbediening.
De MultiAir-klepbediening wordt als een geheel op de cilinderkop geschroefd. Op de zijkant ziet u bij elke cilinder de elektromagnetische regelklepbediening
Hydraulische klepbediening
Voeg daaraan elektronica toe van Magneti Marelli (uit de Fiat-groep), om een klepje te sturen dat de hydraulische klepbediening kan ontkoppelen. Dan heb je volledige controle over wanneer en hoeveel de inlaatkleppen openen, en kun je daarmee de motor sturen.
Op de foto’s bij dit artikel en in de video op AMT.nl is te zien hoe dat werkt. Een enkele nokkenas bedient rechtstreeks de uitlaatkleppen, en daarnaast hydraulische cilindertjes voor de inlaat. Op de inlaatkleppen zitten weer andere hydraulische cilindertjes, bij wijze van klepstoter.
Het grote geheim zit in de kanalen tussen de cilindertjes, een elektronisch gestuurd klepje. Zit het dicht, dan drukt de nokkenas via het hydraulisch systeem de inlaatkleppen helemaal open. Opent het klepje, dan krijgt de hydraulische druk een andere uitweg en bewegen de kleppen minder of helemaal niet.
Voor alle motoren
Hier komt de common rail-ervaring van pas. Het gaat om uiterst nauwkeurige sturing van de hydraulische druk, en daarmee de inlaatklepopening. Zeer elegant is dat de hele MultiAir-klepbediening in een eigen huis gebouwd zit, dat nauwelijks meer ruimte vergt dan een gewone inlaatnokkenas met tuimelaars en toebehoren.
Dat is erg makkelijk in de motorproductie. Bestaande motoren aanpassen met MultiAir is niet erg moeilijk, motoren met en zonder MultiAir door elkaar op dezelfde band assembleren kan probleemloos. En MultiAir is geschikt voor elk soort viertaktmotor, groot of klein, benzine of diesel.
Volgend jaar komt de eerste Fiat-motor die speciaal met MultiAir is ontwikkeld, een 900 cc tweecilinder voor de Panda en 500. Met of zonder turbo, en ook in een aardgasversie.
Maakt meer mogelijk
Weglaten van de smoorklep om de luchttoevoer van een benzinemotor te regelen betekent op zich al winst. Als de inlaatkleppen met variabele lichthoogte de regeling overnemen krijgt een benzinemotor bijna vrije aanzuiging zoals een diesel, en vervallen pompverliezen.
Maar MultiAir stuurt niet alleen de grootte van de klepopening. Ook het moment van openen en sluiten wordt vrij regelbaar. Een verstelbare nokkenas is voor de kleptiming niet meer nodig.
Zelfs, zegt Fiat, is het mogelijk de inlaatkleppen te openen tijdens de uitlaatslag. Dan krijg je interne EGR, met een extra nokje aan inlaatzijde, waarbij MultiAir bepaalt wanneer de inlaatkleppen daar wel of niet door opengaan.
En alweer een overeenkomst met common rail-injectie, MultiAir maakt mogelijk dat de inlaatkleppen tijdens de inlaatslag meermaals openen.
Ontwikkelingspotentieel
Nog een zeer belangrijk voordeel, de klepbediening wordt per cilinder en per zuigerslag apart regelbaar. Geen andere variabele klepbediening in productiemotoren presteert dat.
Ontwikkelingschef Rinaldo Rinolfi van FPT geeft aan dat MultiAir minstens net zoveel nieuwe mogelijkheden opent als common rail-injectie, en dat er dienovereenkomstig nog jaren overheen gaan voor alle haalbare voordelen onderzocht en benut zijn.
Verder becijfert Rinolfi dat tien procent winst in vermogen, verbruik en koppel bij laag toerental door deze sterk verbeterde motorsturing mogelijk moet zijn. Ook verbeteren de emissies, wat met name voor diesels een groot winstpunt zou zijn.
De eerste toepassing van MultiAir komt dit jaar bij Alfa Romeo en Fiat. Alle details over deze uiterst belangwekkende uitvinding leest u in het maartnummer van Auto & Motor TECHNIEK.
Peter Fokker (Redactie Auto & Motor TECHNIEK)
