Il motore Alfa Romeo che stiamo per smontare appartiene alla famiglia dei motori Twin Spark. Twin Spark significa “doppia scintilla”. Questi motori a benzina hanno in realtà due candele gemelle per ogni cilindro. In generale, gli ingegneri dell’Alfa Romeo crearono un motore da corsa con due candele per cilindro già nel 1914.
Negli anni Sessanta sono tornati a una soluzione simile per i motori da competizione e nel 1986 hanno introdotto motori di serie con un numero doppio di candele. Per adeguare i loro motori a normative ambientali più severe. Dal punto di vista puramente tecnico, due candele, che forniscono due scintille sequenziali o simultanee, consentono a un motore a benzina di funzionare con successo con una miscela piuttosto magra. Inoltre, due candele aumentano la velocità di combustione della miscela aria-carburante, il che significa che è possibile ridurre l’angolo di anticipo dell’accensione, con un conseguente guadagno di potenza.
Tutti i motori italiani prodotti in serie con tecnologia Twin Spark erano motori a 4 cilindri con cilindrate da 1,4 a 2,0 litri. I primi avevano un singolo albero a camme e due valvole per cilindro. Quelli successivi erano a 16 valvole. Tra questi c’erano motori con blocchi in ghisa e distribuzione a catena.
Smontiamo una delle ultime versioni del motore Twin Spark, un motore da 2 litri (AR32310) rimosso da un’Alfa Romeo 156 del 2001.
Motori Alfa Romeo Twin Spark di prima generazione
Nel 1986, il primo motore della nuova serie Twin Spark fece il suo debutto sull’Alfa Romeo 75. Questo motore da 2,0 litri era una vera innovazione per l’epoca. La caratteristica principale era un sistema di accensione con due candele per cilindro, che migliorava notevolmente la completezza della combustione della miscela aria-carburante e consentiva di operare in modalità economica con una miscela povera. Il motore presentava le seguenti caratteristiche tecniche fondamentali:
- Iniezione distribuita del carburante: il sistema di iniezione era all’avanguardia per l’epoca e migliorava la potenza e l’economia.
- Blocco cilindri in alluminio con canne umide: riduceva il peso del motore e ne aumentava la durata.
- La distribuzione a catena – che migliorava l’affidabilità e la durata rispetto alla trasmissione a cinghia.
- Testa a doppio albero a camme (DOHC) in alluminio – anche se il motore aveva solo 8 valvole, aveva buone prestazioni.
Prima generazione di motori Twin Spark:
| Cilindrata del motore | Codice motore | Potenza | Coppia | Modelli di veicoli |
|---|---|---|---|---|
| 1,7 litri | AR67105 | 115 CV | 146 Nm | Alfa Romeo 155 |
| 1,8 litri | AR67101 | 129 CV | 165 Nm | Alfa Romeo 155 |
| 2,0 litri (1962 cm³) | AR06420 / AR06224 | 148 CV | 186 Nm | Alfa Romeo 164, Alfa Romeo 75 |
| 2,0 litri (1995 cm³) | AR64103 / AR67201 | 143 CV | 187 Nm | Alfa Romeo 164, Alfa Romeo 155 |
Vantaggi della prima generazione:
- Efficienza di combustione grazie alle due candele per cilindro.
- Economia – capacità di funzionare con miscele povere a carichi ridotti.
- Affidabilità grazie alla distribuzione a catena e alla struttura robusta.
Svantaggi:
- Manutenzione impegnativa: il sistema a doppia candela richiedeva sostituzioni e calibrazioni più frequenti.
- design a 8 valvole limitava il potenziale ad alti regimi.
Motori Alfa Romeo Twin Spark di seconda generazione
Nel 1996, con l’introduzione dell’Alfa Romeo 155, entrò in commercio la seconda generazione di motori Twin Spark. Questi motori avevano un design notevolmente rivisto:
- Blocco cilindri in ghisa: garantiva maggiore resistenza e affidabilità rispetto al blocco in alluminio della prima generazione.
- Trasmissione a cinghia – più facile da manutenere, ma che richiedeva una sostituzione regolare.
- Testa del blocco a 16 valvole: migliorava le prestazioni dinamiche del motore, in particolare ad alto regime.
- Timerizzazione variabile delle valvole (VVT) – sull’aspirazione, che migliorava le prestazioni del motore ai bassi e agli alti regimi.
- Sistema di geometria variabile del collettore di aspirazione (VLIM) – utilizzato sulle versioni da 1,8 e 2,0 litri per migliorare la dinamica del motore a diversi regimi.
La linea di motori Twin Spark di seconda generazione:
| Cilindrata del motore | Codice motore | Potenza | Coppia | Modelli di veicoli |
|---|---|---|---|---|
| 1,4 litri | AR38501 | 103 CV | 124 Nm | Alfa Romeo 145, 146 |
| 1,6 litri | AR67601 / AR32104 / AR37203 | 105 – 120 CV | 140 – 146 Nm | Alfa Romeo 145, 146, 147, 156 |
| 1,8 litri | AR67106 / AR32201 / AR32205 | 140 – 144 CV | 163 – 169 Nm | Alfa Romeo 145, 146, 155, 156, GT II |
| 2,0 litri | AR67204 / AR32301 / AR32310 / AR34103 / AR36301 | 150 – 155 CV | 181 – 187 Nm | Alfa Romeo 145, 146, 156, GTV II, 166 |
Benefici della seconda generazione:
- Versioni a 16 valvole più potenti – aumento delle prestazioni del motore, soprattutto agli alti regimi.
- Fasoregolatore e sistema di modifica della geometria di aspirazione – hanno fornito una migliore dinamica in tutte le modalità di funzionamento.
- Affidabilità: Nonostante la trasmissione a cinghia, il motore è rimasto uno dei più affidabili della sua categoria.
Svantaggi:
- Frequente sostituzione della cinghia di distribuzione: la trasmissione a cinghia richiedeva una manutenzione regolare, che poteva essere costosa.
- Sistema di accensione complicato: il sistema a doppia candela (una grande e una piccola) richiedeva la sostituzione dei set di candele, con conseguente aumento dei costi di manutenzione.
Il motore Alfa Romeo non si avvia
Il capriccioso motore dell’Alfa Romeo può non avviarsi per diversi motivi: a causa del guasto del sensore di posizione dell’albero motore, del sensore della temperatura del liquido di raffreddamento o del malfunzionamento dell’antenna dell’immobilizzatore. Il modo più semplice per diagnosticare il guasto del sensore dell’albero motore: Il Check Engine si accende e il motore non si avvia solo a caldo.
Il numero di giri fluttua quando si procede in folle
Se il numero di giri del motore Twin Spark inizia a fluttuare durante la marcia in folle, è necessario controllare la valvola di ventilazione dei gas del basamento. Si trova sul lato posteriore della piastra dell’acceleratore. La molla della valvola è indebolita o intasata. Di conseguenza, la regolazione dello scarico dei gas del basamento è disturbata. La valvola può essere acquistata e sostituita nella sua interezza. Ma anche un’operazione come la pulizia e la piegatura della molla può funzionare. È vero che queste riparazioni sono utili per sei mesi o un anno, poi i giri ricominceranno a calare per lo stesso motivo.
Se il motore 2.0 Twin Spark mantiene un numero di giri al minimo elevato, la causa potrebbe essere un malfunzionamento del sensore del consumo di massa di carburante (DMRV) o del sensore della temperatura dell’antigelo. Inoltre, se il flussometro è difettoso, il motore potrebbe tirare male a freddo o emettere rumori di spunto quando si preme a fondo il pedale del gas.
Collettore di aspirazione
I motori Twin Spark da 1,8 e 2,0 litri utilizzano un collettore di aspirazione a lunghezza variabile. Questo vale per le versioni successive dei motori, caratterizzate da coperchi valvole in plastica.
Fino ai regimi medi (fino a 2800 giri/min), l’aria passa attraverso i canali corti del collettore. Ai medi regimi (da 2800 a 5200 giri/min), l’aria viene convogliata attraverso i canali lunghi, il che facilita il riempimento dei cilindri grazie alla risonanza e all’accelerazione del flusso. Al di sopra dei 5.200 giri/min, l’aria viene riportata nei canali corti per offrire una resistenza minima al flusso e ridurre la rarefazione in ingresso.
I flap della geometria del collettore di aspirazione sono controllati da un sistema di depressione tramite comandi elettronici. Il sistema è generalmente affidabile, ma si sono verificati casi di inceppamento delle aste o di perdite di vuoto.
Spine di accensione
I motori Twin Spark a 16 valvole sono dotati di candele da 14 e 10 mm. Le candele da 14 mm sono centrate al centro della cupola della camera di combustione. Le candele da 10 mm si trovano sul lato della camera di combustione. Nello sviluppo del sistema a “doppia scintilla” gli italiani sono stati assistiti dai giapponesi della NGK. Il sistema Twin Spark non causa particolari problemi e malfunzionamenti. A parte il fatto che è necessario acquistare il doppio delle candele.
Bobine di accensione
Fino al 2000, nei motori Twin Spark a 16 valvole venivano utilizzate quattro bobine di accensione adiacenti. In altre parole, una bobina di accensione forniva la scintilla “di lavoro” a una candela di un cilindro alla fine della corsa di compressione e la scintilla “di riposo” a una candela dell’altro cilindro alla fine della corsa di scarico. Curiosamente, con questo schema il motore continuava a funzionare relativamente bene quando una delle bobine si guastava. Tuttavia, questo schema aumenta il carico sulle bobine: esse devono fornire una scintilla ogni 360° di giro dell’albero motore.
Dal 2000, ogni cilindro ha ricevuto bobine di accensione individuali. Una bobina fornisce la scintilla a entrambe le candele di uno dei cilindri. In questa modalità di funzionamento le bobine scoccano la scintilla ogni 720° di giro dell’albero motore (ricordiamo che tutti e 4 i cicli di lavoro del motore avvengono per 2 giri dell’albero motore) e diventa possibile controllare l’angolo di anticipo.
La cinghia di distribuzione
La cinghia di distribuzione deve essere controllata ogni 60.000 km e sostituita a un intervallo di 115.000 km o una volta ogni 5 anni. Gli specialisti consigliano di dimezzare l’intervallo di sostituzione della cinghia di distribuzione, ritenendolo troppo delicato.
Nei motori Twin Spark non ci sono segni nel meccanismo di distribuzione. Per allineare correttamente gli alberi è necessario utilizzare dei fermi speciali.
Alberi di bilanciamento
Solo le versioni da 2 litri del motore Alfa Romeo Twin Spark utilizzano gli alberi di equilibratura. Sono azionati da una cinghia dentata separata (60620443). Anche la cinghia di equilibratura deve essere sostituita a intervalli di 115.000 km. In realtà, la sua rottura non mette a rischio il motore. Molte Twin Spark da 2 litri vengono azionate senza cinghia di distribuzione. Tuttavia, se si rompe, può finire sotto la cinghia di distribuzione e il motore subirebbe un danno “importante”.
Guscio della testa
I motori Twin Spark a 16 valvole hanno le stesse testate, ma ci sono differenze sugli alberi a camme, ovvero sul profilo delle camme. Sui vecchi motori da 1,8 e 2,0 litri, gli alberi a camme sono gli stessi. Le valvole sono azionate da idrocompensatori collocati in bicchieri di punteria. Si tratta di uno schema standard per un motore progettato per un numero di giri elevato, perché non ci sono masse aggiuntive nel treno valvole – i bilancieri.
Tuttavia, in assenza di bilancieri, non ci sono rulli. Pertanto, l’attrito tra le camme e i bicchieri è notevole. Gli idrocompensatori sporgono in alto dai pozzetti, quindi tendono a bloccarsi a causa dei carichi laterali. Un idrocompensatore usurato produce un suono chiaro e ritmico. Deve essere sostituito immediatamente, perché la camma dell’albero a camme corrispondente inizia a consumarsi e a scheggiarsi. In generale, gli alberi a camme per i motori Twin Spark sono costantemente richiesti.
Spesso i motori Twin Spark sono delusi dalla lavorazione: le guide delle valvole e gli alberi a camme stessi non sono molto riusciti e duraturi.
Cambio di fase
Il variatore di fase è montato sull’albero a camme di aspirazione di tutti i motori Twin Spark a partire dal 1998. La frizione idromeccanica è simile a quella dei motori Volvo (di cui abbiamo già parlato). La puleggia dell’albero a camme di aspirazione viene spostata da un pistone, che fa ruotare l’alloggiamento della frizione su scanalature oblique.
La frizione del meccanismo di distribuzione è di breve durata. Deve essere sostituita a intervalli regolari di 100.000 – 150.000 km di chilometraggio a causa dell’usura delle scanalature dell’albero e degli ingranaggi. Una frizione difettosa emette un suono sferragliante quando il motore è in funzione. Ma la cosa peggiore è che attraverso i suoi paraoli fuoriesce l’olio che dovrebbe andare alla testata.
Di conseguenza, le camme degli alberi a camme si usurano a causa della bassa pressione dell’olio. Un variatore di fase usurato e con una molla indebolita può far saltare la cinghia di distribuzione.
L’elettrovalvola del variatore di fase è abbastanza resistente, ma spesso perde olio dalla parte inferiore.
Pompa dell’olio
La pompa dell’olio del motore Twin Spark si guasta a causa della minima contaminazione. La riduzione della pressione dell’olio influisce sulla durata degli alberi a camme e delle canne dell’albero motore.
Pistoni
Il motore 2.0 Twin Spark Euro 3 si differenzia dallo stesso motore Euro 2 per i pistoni. Naturalmente, la versione più recente e più ecologica ha pistoni più leggeri e fasce elastiche più sottili. L’altezza del pistone è di soli 51,3 mm. Per fare un confronto, il Twin Spark Euro 2.0 ha un’altezza del pistone di 56,0 mm. Ma ci sono valori ancora più colorati: il motore 1.8 Twin Spark in versione Euro-2 ed Euro-3 ha rispettivamente un’altezza del pistone di 60,15 e 50,45 mm.
Sul motore 2.0 Twin Spark si possono mettere i vecchi pistoni a condizione di installare la guarnizione della testa del cilindro vecchio stile: la sua altezza (spessore) è di 1,85 mm contro gli 0,38 mm del motore per Euro-3.
Geometria sfortunata del gruppo pistoni e della manovella del motore 2.0 Twin Spark
Il motore 2.0 Twin Spark deriva dal motore da 1,8 litri aumentando il diametro del pistone di solo 1 mm (da 82 a 83 mm) e aumentando significativamente la corsa del pistone da 82,7 a 91 mm. Le bielle sono della stessa lunghezza (145 mm). E si dà il caso che, alla fine, la geometria del motore 2.0 Twin Spark fosse davvero inadatta a un motore a benzina. C’è un parametro importante come l’RS: il rapporto tra la lunghezza delle bielle e la corsa del pistone (diametro della manovella). Quindi, se nel motore da 1,8 litri questo rapporto è pari al classico 1,75, nel motore da 2 litri è pari a 1,59. Questa è una caratteristica che non riguarda nemmeno un’autovettura, ma un trattore diesel.
Di conseguenza, ci sono molti problemi tecnici. La corsa dei pistoni è stata cambiata, le bielle sono state lasciate vecchie – quindi la biella più “dondolante” “tavoletta” (cioè con bassa altezza) pistoni da un lato all’altro. Inoltre, a bassi parametri RS il pistone subisce accelerazioni molto brusche, che caricano fortemente l’intero meccanismo della manovella. Ad alti regimi, un motore di questo tipo subisce enormi sollecitazioni a causa dell’improvviso cambiamento di accelerazione, che fa letteralmente sbattere e battere l’albero a gomiti.
Probabilmente, per mitigare tali carichi laterali, gli ingegneri italiani sono stati costretti a utilizzare alberi di bilanciamento sul Twin Spark da 2,0 litri. Dopo tutto, gli alberi non solo possono contrastare le masse, ma hanno anche una discreta inerzia, che ammorbidisce il lavoro del motore quando si preme e si rilascia bruscamente il pedale del gas.
Combustione dell’olio
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Tutti i motori Twin Spark da 2 litri hanno un notevole appetito di olio. Secondo i dati di fabbrica, il consumo di olio consentito è di 1 litro per 1000 km. Ma questo valore copre solo le peculiarità di questo motore.
Il consumo di olio è provocato dall’usura dei cilindri e delle fasce elastiche, dall’intasamento degli anelli dell’olio. Nei motori Twin Spark, gli anelli dell’olio sono di tipo scatolato, con piccoli fori per il drenaggio dell’olio. Se si intasano, il consumo di olio diventa molto elevato.
Inoltre, nei motori Twin Spark Euro-3, l’altezza degli anelli dell’olio è ridotta da 3 a 2 mm.
In poche parole, il controllo settimanale del livello dell’olio su questi motori è d’obbligo.
TOTALE
Il motore Alfa Romeo 2.0 Twin Spark è il più longevo: tutto ciò è dovuto alla geometria poco riuscita del gruppo motore, a causa del quale va in revisione raggiungendo a malapena i 250.000 km.