Iniezione del carburante

L'iniezione del carburante è il sistema che immette nel motore una quantità di carburante dosata con precisione, spruzzandola sotto pressione, e ha sostituito il carburatore che svolgeva questo compito su praticamente ogni vettura costruita prima della fine del Novecento. Controllando esattamente quanto carburante entra nel motore e in quale momento, l'iniezione consente di abbinare il carburante all'aria con grande precisione in ogni condizione di funzionamento: è questa la base dell'efficienza, della guidabilità e della capacità dei motori moderni di rispettare le normative sulle emissioni. Oggi è universale sia sulle auto a benzina sia su quelle a gasolio di nuova produzione.

La funzione principale è il dosaggio e la polverizzazione. Un iniettore è in sostanza una valvola elettromagnetica lavorata con precisione, che si apre per pochi millesimi di secondo per rilasciare il carburante in uno spruzzo fine e nebulizzato. Quanto più fine è la polverizzazione e quanto più accurata la fasatura, tanto più completa è la combustione. Mentre il carburatore si affidava all'aspirazione passiva dell'aria in ingresso per richiamare il carburante attraverso getti fissi — un compromesso meccanico ingegnoso ma impreciso — l'iniezione spinge attivamente una dose misurata nel motore, governata da sensori che leggono carico, regime, temperatura e tenore di ossigeno nei gas di scarico.

Esistono diverse architetture. Nell'iniezione indiretta nei condotti, soluzione affermata sui motori a benzina, gli iniettori spruzzano il carburante nei condotti di aspirazione appena a monte delle valvole, dove si mescola con l'aria prima di entrare nel cilindro. L'iniezione diretta spruzza il carburante ad altissima pressione direttamente nella camera di combustione, consentendo maggiore precisione, rapporti di compressione più elevati e migliore efficienza, al costo di una maggiore complessità e di una tendenza a produrre particolato fine. I motori a gasolio impiegano l'iniezione common-rail, in cui un collettore comune ad alta pressione alimenta iniettori a controllo elettronico capaci di erogare più getti sagomati con precisione per ogni combustione, a pressioni superiori a 2.000 bar.

Quasi tutta l'iniezione contemporanea è a controllo elettronico, configurazione nota come iniezione elettronica (EFI). Una centralina calcola l'alimentazione ideale in ogni istante servendosi di una rete di sensori e di un anello di retroazione basato sulla sonda lambda nello scarico, correggendo di continuo la miscela per mantenerla prossima al rapporto chimicamente ideale. Sistemi di iniezione meccanica ed elettromeccanica esistevano già dalla metà del Novecento, ma fu l'avvento di un'elettronica economica e affidabile a rendere l'iniezione al tempo stesso accessibile e nettamente superiore al carburatore.

I vantaggi per l'automobilista sono notevoli e concreti: avviamenti a freddo affidabili senza starter, funzionamento più dolce, risposta migliore all'acceleratore, consumi inferiori ed emissioni molto più basse. Il rovescio della medaglia è la maggiore complessità e la dipendenza dall'elettronica, dalle pompe ad alta pressione e da un carburante pulito, anche se nella pratica l'affidabilità si è dimostrata eccellente dopo decenni di affinamento.

L'iniezione si comprende meglio insieme alle sue varianti principali e all'elettronica che la governa: l'iniezione elettronica descrive il metodo di controllo, mentre l'iniezione diretta e il common-rail rappresentano le strategie di erogazione più evolute, tutte al servizio dello stesso motore a combustione interna che il carburatore alimentava in modo assai meno preciso.