Minori costi produttivi, consumi ed emissioni (sulla carta) e potenze nella media. Ecco i loro segreti e perché tutti ci puntano

Emissioni, emissioni ed emissioni. Questa è sicuramente una delle parole più utilizzate dai tecnici e ingegneri delle Case automobilistiche. Il limite a 95 g-CO2/km per il 2020 (che dovrebbe diminuire ancora di più nei prossimi anni) mette pressione ai diversi costruttori, da BMW ad Audi, passando per Ford e PSA: un po' tutti, negli ultimi anni, hanno cercato di trovare soluzioni per evitare multe salatissime.

Questo è uno dei motivi principali per cui il mercato automobilistico ha iniziato ad essere invaso non solo dai powertrain elettrificati, ma anche dai piccoli propulsori a 3 cilindri, che hanno dato il via al famoso concetto di downsizing nel segno dell’efficienza e di valori più bassi in termini di consumi ed emissioni di CO2. Più semplici da produrre e più economici - vista il minor numero di componenti - i motori a 3 cilindri sono anche più compatti e leggeri.

Un po’ di tecnica

I motori a 3 cilindri hanno un intervallo di accensione ogni 240° di rotazione dell’albero motore. Un dato che si ottiene moltiplicando il numero di tempi (4) per 180° e dividendo il tutto per il numero di cilindri (3). Rispetto all’intervallo di accensione di 180° dei motori a 4 cilindri e a quelli ancora più ravvicinati dei motori con più cilindri, in questo caso si avrà un erogazione della potenza meno regolare a causa di un intervallo più lungo tra un accensione e l’altra.

L’ordine di accensione dei cilindri 1-2-3 è garantito da uno sfalsamento delle 3 manovelle sull’albero motore di 120° l’una. Tra i principali benefici di questo motore, rispetto ad un 4 cilindri in linea, troviamo appunto - almeno sulla carta - dei bassi valori nei consumi e nelle relative emissioni, grazie ad una cilindrata inferiore e ad un peso complessivo ridotto.

Perché sulla carta? Perché questo è vero se il propulsore viene utilizzato nel suo range ideale, a giri medio-bassi. Quando si cercano più prestazioni, tuttavia, il rapporto si inverte e rispetto ad un 4 cilindri il consumo di carburante può crescere.

I motori a 3 cilindri

Santa sovralimentazione

Se all’inizio i motori a 3 cilindri venivano utilizzati soprattutto su vetture piuttosto economiche, ora la maggior parte delle Case automobilistiche sfrutta questi propulsori anche nei modelli di fascia più alta grazie all’utilizzo della sovralimentazione, che permette di raggiungere valori di potenza elevati.

Basti pensare al 1.5 tre cilindri da 231 CV che BMW monta sulla sportiva i8. Ma se non bastasse, Koenigssegg ha equipaggiato la Gemera - modello che uscirà nel 2022 - con un 2.0 litri da ben 600 CV, abbinato a 3 motori elettrici. Ma anche senza esempi così estremi, le vetture compatte e addirittura superiori spinte da piccolo turbo benzina da 1 litro (come la Seat Leon) dimostrano in modo eloquente il loro valore.

I motori a 3 cilindri

Il problema del bilanciamento

Uno dei problemi principali legati al motore 3 cilindri è sicuramente il bilanciamento delle vibrazioni create dalla pressione di combustione e dall’inerzia delle parti rotanti e del moto alterno dei pistoni. Per farvi capire meglio, senza entrare troppo nel dettaglio vogliamo farvi il paragone con un 6 cilindri in linea.

In linea generale, in quest’ultimo i due cilindri più esterni raggiungono il punto morto superiore all’unisono mentre gli altri 4 interni sono disposti in specifici angoli che permettono di bilanciare bene non solo le forze primarie e secondarie ma anche le coppie di rotazione del motore.

In un 3 cilindri, invece, quando il primo pistone raggiunge il punto morto superiore gli altri due si trovano ad una distanza di 120° dal punto morto superiore, o dal punto morto inferiore. Ciò significa un buon bilanciamento per quanto riguarda le forze verticali, ma un pessimo bilanciamento per quanto riguarda la coppia di rotazione. I motori a 3 cilindri, infatti, tendono a ruotare su se stessi e per questo motivo vengono dotati di contralberi di equilibratura.

Nel 2012 Ford ha introdotto sulla Focus il motore 3 cilindri 1.0 EcoBoost sovralimentato che utilizzava un volano "sbilanciato" per equilibrare le vibrazioni interne. Questo motore, inoltre, è stato il primo 3 cilindri ad adottare la tecnologia di disattivazione di un cilindro.

Fotogallery: I motori a 3 cilindri

I pro e i contro

Ecco dunque una lista sintetica dei pro e dei contro nell’utilizzo di un motore a 3 cilindri in linea rispetto a motori simili a 4 cilindri in linea

I VANTAGGI

  • Riduzione dei consumi e delle emissioni di CO2
  • Più compatto rispetto ad un 4 cilindri
  • Più economico da produrre
  • Peso minore

GLI SVANTAGGI

  • Erogazione meno fluida della potenza (60° in più tra un’accensione e l’altra rispetto ad un 4 cilindri in linea)
  • Coppie rotanti che necessitano dell’utilizzo di un contralbero
  • Albero motore più pesante per equilibrare il momento dato dalle forze interne

Motori a 3 cilindri, quali sono e chi li offre

Motore Potenze Modelli
BMW 1.5 turbo benzina da 102 a 231 CV BMW 216i, BMW 116i, BMW X1 xDrive25e, BMW 118i, BMW 218i, BMW 318i, BMW X1 sDrive18i, BMW i8
BMW 1.5 turbodiesel da 95 a 116 CV BMW 216d, BMW 116d, BMW X1 sDrive16d, X2 sDrive16d, Mini Cooper D, Mini Countryman One D
FCA 1.0 Firefly benzina 70 CV Fiat 500, 500C, Panda, Lancia Ypsilon
FCA 1.0 Turbo Firefly benzina 120 CV Fiat 500X, Jeep Renegade e Compass
Ford 1.0 EcoBoost da 95 a 155 CV Ford Fiesta, Ford Puma, Ford Focus
Honda 1.0 Turbo benzina 126 CV Civic
Hyundai/Kia 1.0 benzina 67 CV Hyundai i10, Kia Picanto
Hyundai/Kia 1.0 T-GDI benzina da 100 a 120 CV Hyundai i10, i20, i30 e Kona, Kia Rio, Stonic, Ceed, XCeed.
PSA 1.2 PureTech aspirato benzina da 75 a 82 CV Peugeot 208, Peugeot 2008, Peuget 308, Citroën C3, Opel Corsa
PSA 1.2 PureTech turbo benzina da 110 a 156 CV Peugeot 208, Peugeot 2008, Peugeot 308, Peugeot 3008, Peugeot 5008, DS3 Crossback, Citroën C3, C3 Aircross, C4, C4 SpaceTourer, C4 Cactus e C5 Aircross, Opel Astra, Mokka e Grandland X.
Opel 1.5 CDTI  Turbodiesel da 105 a 122 CV Opel Astra e Insignia
Renault 1.0 SCe benzina da 65 a 75 CV Dacia Sandero e Logan MCV, Renault Twingo, Clio, Captur
Renault 1.0 TCe benzina 100 CV Dacia Sandero, Logan MCV e Duster, Renault Clio e Captur
Toyota 1.0 VVT-i benzina 72 CV Citroen C1, Peugeot 108, Toyota Aygo, Toyota Yaris
Toyota 1.5 VVT-i benzina 116 CV Toyota Yaris e Yaris Cross
Toyota 1.6 VVT-i benzina 261 CV Toyota Yaris GR
Volkswagen 1.0 MPI benzina   Volkswagen up! e Polo
Volkswagen 1.0 TSI benzina da 95 a 115 CV Volkswagen Polo, Volkswagen Golf, Volkswagen T-Cross, Volkswagen T-Roc, Volkswagen Up! GTI, Seat Ateca, Seat Ibiza, Seat Arona, Seat Leon
Volvo 1.5 Turbo T2-T3 benzina da 129 a 163 CV Volvo XC40