Disattivazione dei cilindri

La disattivazione dei cilindri è una tecnologia di risparmio del carburante che spegne temporaneamente una parte del motore quando non è richiesta la piena potenza, per poi richiamare in vita i cilindri dormienti nell'istante in cui il conducente domanda accelerazione. L'obiettivo è superare il compromesso storico tra disporre di abbastanza cilindri per prestazioni vigorose e i consumi che quei cilindri generano quando sono appena sfruttati, come durante una guida tranquilla. La tecnologia viene talvolta commercializzata con nomi come Active Fuel Management, Multi-Displacement System o Active Cylinder Technology.

L'inefficienza di fondo che affronta è la perdita per pompaggio del motore a benzina parzializzato. A basso carico la valvola a farfalla è quasi chiusa, e ciascun cilindro deve faticare per aspirare aria attraverso quella strozzatura, sprecando energia a ogni fase di aspirazione. Spegnendo, ad esempio, quattro cilindri di un V8, i quattro rimanenti devono lavorare di più per fornire la stessa potenza, il che significa che la loro farfalla si apre maggiormente e le perdite per pompaggio diminuiscono. Ogni cilindro attivo opera così più vicino alla propria zona di efficienza, e il consumo complessivo può ridursi di alcuni punti percentuali nella guida reale.

Dal punto di vista meccanico la disattivazione si ottiene interrompendo sia l'alimentazione sia il comando delle valvole sui cilindri prescelti. La centralina taglia l'iniezione e, soprattutto, fa collassare particolari punterie idrauliche o bilancieri commutabili così che le valvole di aspirazione e scarico restino chiuse. Con le valvole chiuse, l'aria intrappolata si comporta come una molla a gas, assorbendo energia in compressione e restituendone gran parte in espansione, cosicché il cilindro disattivato prosegue per inerzia con perdite minime invece di pompare aria. La transizione è gestita in poche decine di millisecondi e sincronizzata con precisi punti del ciclo, in modo che il conducente non avverta altro che un cambiamento impercettibile.

L'idea non è nuova; i primi tentativi, come il Cadillac V8-6-4 dei primi anni Ottanta, furono penalizzati dalla lentezza dell'elettronica dell'epoca e si guadagnarono una cattiva reputazione. La moderna gestione motore e i solenoidi ad azione rapida l'hanno resa affidabile e raffinata, e oggi compare su tutto lo spettro, dai grandi V8 americani che girano su quattro cilindri ai compatti quattro cilindri turbo a benzina che scendono a due a basso carico, fino agli schemi 'a rotazione' che alternano quali cilindri riposano per uniformare usura e temperatura.

Le principali sfide ingegneristiche riguardano le vibrazioni e la silenziosità, poiché funzionare con meno cilindri può introdurre intervalli di accensione più ruvidi e risonanze; i costruttori vi pongono rimedio con supporti motore attivi, accorgimenti di equilibratura e cancellazione del rumore tramite l'impianto audio. Esistono inoltre timori legati al carico termico non uniforme e al controllo dell'olio nei cilindri a riposo. La tecnologia lavora di concerto con altre misure di economia come il sistema Start-Stop, e concettualmente compete con la semplice adozione di un motore turbo di cilindrata ridotta, che ottiene per progetto un'economia analoga.