Storia del motore DV6: perché PSA è cambiato da 16 valvole a 8 valvole

Storia del motore e analisi tecnica

Nel 2010, Peugeot iniziò a sostituire la nota HDi 110 1.6 con una nuova HDi 112 in modelli come i modelli 207 e 308.

L'annuncio sembrava quasi di routine: due cavalli in più, più coppia, un cambio a sei marce e conformità alla normativa Euro 5. Su una scheda tecnica del veicolo, sembrava il tipo di aggiornamento a metà ciclo che raramente cambia la storia di un motore.

Ma un motore normalmente non necessita di più della metà dei suoi componenti ridisegnati per guadagnare 2 CV.

La cilindrata rimase di 1.560 cm³ e il motore apparteneva ancora alla famiglia DV6, eppure la testata dei cilindri passò da 16 a 8 valvole. Il rapporto di compressione scese da 17,5:1 a 16,0:1. La vasca del pistone divenne circa del 10% più larga, il vortice interno del cilindro si ridusse di quasi il 10%, gli iniettori a sei fori di solenoide lasciarono il posto a iniettori piezoelettrici a sette fori e la pressione sui binari salì da 1.600 a 1.650 bar. Anche il turbocompressore, il sistema EGR e il software di controllo motore cambiarono.

È qui che inizia davvero la storia del DV6 8V.

Nel 2003, PSA e Ford avevano bisogno di un piccolo motore diesel per svolgere un lavoro molto grande

Il DV6 non è mai stato concepito per un singolo modello Peugeot. Nel febbraio 2003, PSA Peugeot Citroën e Ford presentarono una nuova generazione di motori diesel common-rail da 1,6 e 2,0 litri sviluppati nell'ambito del loro programma congiunto. L'unità da 1,6 litri fu commercializzata come HDi da PSA e TDCi da Ford, inizialmente nelle versioni da 90 CV e 110 CV.

La sua costruzione in alluminio manteneva il peso del motore a circa 120 kg. Un sistema common-rail Bosch di seconda generazione forniva una pressione di iniezione fino a 1.600 bar e poteva programmare più eventi di iniezione in un solo ciclo. Al lancio, i partner si aspettavano che il motore da 1,6 litri servisse più di 37 versioni di veicoli.

Il piano produttivo era altrettanto ambizioso. PSA e Ford hanno investito quasi 1 miliardo di euro nel nuovo programma diesel da 1,6 e 2,0 litri, con una capacità annua finale di oltre 1,6 milioni di motori. PSA da sola ha speso 159 milioni di euro per adattare la linea di produzione di Trémery in Francia.

Questi dati collocano il primo DV6 nella sua configurazione corretta. Non era una vetrina tecnica a basso volume. Era una piattaforma industriale creata per il momento in cui le auto diesel europee si muovevano verso cilindrate più ridotte senza rinunciare alla coppia e alla flessibilità quotidiana precedentemente fornite dai motori più grandi.

Nel 2005, la 1.6 HDi 90 iniziò a sostituire la 2.0 HDi di base nella gamma Peugeot 307. Questo cambiamento fu più significativo di quanto suggerisca la differenza di dimensioni del distintivo. Common rail, turbocompressore e un controllo elettronico sempre più preciso permettevano a un diesel da 1.6 litri di assumere il lavoro che era stato recentemente utilizzato da motori da 1.8, 1.9 e 2.0 litri.

Con l'espansione del programma PSA-Ford, anche il sistema di approvvigionamento intorno ad esso cresceva. Nel 2010, la più ampia cooperazione Gemini aveva prodotto oltre 16,5 milioni di motori diesel e servito marchi come Peugeot, Citroën, Ford, Mazda, Volvo Cars, Jaguar e Land Rover.

Quella cifra di 16,5 milioni copre diverse famiglie di motori e cilindrate; non deve essere presentata solo come produzione di DV6. Mostra ancora il mondo industriale in cui DV6 si era affermata: fabbriche, fornitori, piattaforme di veicoli e reti di assistenza erano già legate a un programma diesel a lungo termine tra aziende.

Quando i requisiti sulle emissioni cambiarono nuovamente, PSA si trovava quindi a gestire più di un motore invecchiato. Si trattava di un'intera struttura produttiva e di fornitura costruita attorno a quel motore.

Il DV6 originale a 16 valvole aveva già fatto ciò per cui era stato progettato

Il primo DV6 utilizzava una testata a 16 valvole. Le sue versioni principali da 90 CV e 110 CV permettevano alla stessa famiglia di 1,6 litri di coprire auto piccole, auto compatte, monovolume e applicazioni commerciali leggere.

Nella versione ad alta potenza, il motore erogava circa 240 Nm a 1.750 giri/min, con circa 260 Nm disponibili durante l'overboost. Per un diesel da 1,6 litri che pesava circa 120 kg, ciò era sufficiente a sostituire parte del mercato precedentemente occupato da unità più grandi.

È quindi fuorviante interpretare il successivo passaggio alle 8 valvole come prova che il design originale a 16 valvole fosse stato un errore. Il primo DV6 rispose al brief ingegneristico dei primi anni 2000. Offriva a un piccolo diesel una gamma di prestazioni sufficientemente ampia da diffondersi rapidamente tra le linee di prodotti PSA e Ford.

Il briefing cambiò intorno a questo.

Quando arrivò il DV6, lo sviluppo del diesel europeo era ancora fortemente focalizzato sulle emissioni di particelle. PSA aveva già iniziato ad espandere il suo sistema di filtro particolato FAP assistito da additivi. Nel 2009, l'azienda ha raggiunto il suo tremilionesimo veicolo HDi dotato di FAP. Appropriatamente, si trattava di una Peugeot 207 1.6 HDi.

A quel punto, il posttrattamento delle particelle stava maturando, mentre l'Euro 5 esercitava maggiore pressione su NOx, temperatura di combustione, funzionamento EGR, precisione dell'iniezione, consumo di carburante e emissioni a freddo. Questi obiettivi non si muovono naturalmente nella stessa direzione.

Una temperatura di combustione più alta può aiutare l'efficienza in alcune aree operative, ma tende ad aumentare gli NOx. Più EGR può sopprimere la temperatura ma modifica la disponibilità di ossigeno e la formazione di fuliggine. Una compressione più bassa può ridurre la temperatura di picco e il rumore di combustione, ma influisce anche sulla temperatura di compressione, il ritardo di accensione e l'avviamento a freddo. Una più fine atomizzazione del carburante aiuta nella miscelazione, ma solo se il pattern di spruzzo è in accordo con la coppa del pistone e il movimento dell'aria all'interno del cilindro.

Il redesign del 2010 andò ben oltre la sostituzione di una testata 16V con una 8V

Il DV6C mantenne il diametro di 75 mm di alesaggio, la corsa di 88,3 mm e la cilindrata di 1.560 cm³ della famiglia DV6. All'interno del motore superiore, tuttavia, passò a una configurazione a 8 valvole e a un nuovo sistema di combustione.

Di tutte queste cifre, 112 hp potrebbe essere la meno rivelatrice.

La curva di coppia pubblicata da Peugeot mostrava già 135 Nm disponibili a 1.000 giri/min, 242 Nm a 1.500 giri/min e 270 Nm da 1.750 a 2.000 giri/min. Anche a 3.500 giri/min, il motore produceva comunque 224 Nm. Il lavoro non si concentrava sulla creazione di un numero di potenza massima di punta; era distribuito su una parte dell'intervallo di giri utilizzata nella guida ordinaria.

Questo non significa che la sola testata a 8 valvole abbia prodotto la curva di coppia. Iniezione, risposta del turbocompressore, geometria della camera di combustione e calibrazione hanno contribuito. Il numero di valvole ha senso solo all'interno dell'intero sistema.

Il pistone spiega più del distintivo

Il rapporto di compressione scese da 17,5:1 a 16,0:1. Un rapporto più basso aiutava a ridurre la temperatura di picco di combustione, dando agli ingegneri più margine per gestire NOx e rumore di combustione. Modificava anche la temperatura di compressione, il ritardo di accensione e il comportamento a freddo, quindi non poteva essere trattato come una modifica isolata.

PSA modificò la camera di combustione ECCS formata nella corona del pistone. Il diametro della vasca aumentò di circa il 10%, riducendo il contatto tra lo spray di combustibile e la parete della camera di combustione. Il vortice fu ridotto di quasi il 10% per limitare la perdita di calore inutili sulla parete.

Un diesel ha bisogno di un movimento organizzato dell'aria, ma più vortice non è automaticamente meglio. Un movimento eccessivo dell'aria può aumentare il trasferimento di calore alle pareti, e un schema di spruzzo che non corrisponde al flusso d'aria può allontanare il carburante dalla regione in cui può bruciare più efficacemente. La strategia del DV6C riguardava il controllo più preciso della relazione tra aria e carburante, non semplicemente far ruotare l'aria più velocemente.

L'iniettore a sette fori apparteneva alla nuova camera di combustione

Il nuovo sistema Continental common-rail aumentò la pressione massima da 1.600 a 1.650 bar e sostituì i precedenti iniettori a sei fori con unità piezoelettriche a sette fori.

I 50 bar extra non erano la parte importante. Sette fori per gli ugelli cambiavano la distribuzione del carburante all'interno della vasola. Numero di spruzzi, direzione e penetrazione dovevano lavorare con la camera del pistone più grande e il movimento dell'aria rivisto. Il nuovo software di gestione motore poteva programmare fino a cinque iniezioni per ciclo, utilizzando diversi eventi di iniezione per gestire l'aumento di pressione, il rumore, la coppia e le emissioni.

Il turbocompressore fu anche sostituito in un'unità più piccola e a bassa inerzia, a geometria variabile, permettendo di aumentare la pressione di pressione più rapidamente. Il funzionamento EGR, l'attrito interno e il programma di controllo motore furono rivisti con lo stesso obiettivo.

Visto in questo contesto, la testata a 8 valvole non può essere separata dal resto del restyling.

Perché PSA ha cambiato il DV6 da 16 valvole a 8 valvole?

Il materiale tecnico pubblico di PSA descriveva in dettaglio i cambiamenti del DV6C, ma non riduceva il passaggio a 8 valvole a una singola frase come "meno attrito" o "più coppia a bassi regimi".

Quell'assenza conta. Lo sviluppo del motore normalmente non inizia scegliendo il numero di valvole e poi inventando ragioni intorno ad esso. La geometria della porta, la posizione delle valvole, il flusso d'aria, il vortico, la posizione dell'iniettore e la forma del pistone devono essere progettati insieme.

Una distribuzione a 8 valvole contiene meno valvole e parti mobili correlate rispetto a una configurazione a 16 valvole, conferendo il potenziale per una disposizione meccanica più concentrata e perdite più basse nella distribuzione delle valvole. Questa osservazione da sola non spiega perché PSA abbia anche riprogettato il pistone, l'impianto di iniezione, il turbocompressore, il sistema EGR e i comandi elettronici.

Una testata a 16 valvole generalmente offre una portata totale maggiore e presenta vantaggi a regimi motore più elevati. Tuttavia, il programma DV6C non era un tentativo di trasformare una 1.6 HDi in un diesel ad alte giri. Il suo compito era bilanciare le emissioni Euro 5 con coppia utile, consumo di carburante, rumore e funzionamento quotidiano su una vasta gamma di veicoli.

Altrettanto poco valore nell'utilizzare una famiglia di motori successiva e separata per dimostrare che la decisione DV6 fosse giusta o sbagliata. Piattaforme diverse affrontano regole sulle emissioni, intervalli di potenza e requisiti del veicolo differenti. Il conteggio delle valvole da solo non può stabilire quella relazione storica causa-effetto.

Il DV6C doveva solo rispondere a se stesso: come poteva un diesel ad alto volume da 1,6 litri sviluppato nei primi anni 2000 rimanere valido sotto l'Euro 5?

La risposta di PSA fu mantenere la piattaforma e ricostruire il sistema di combustione.

Perché PSA ha riprogettato DV6 invece di abbandonarlo?

Nel 2010, il DV6 era più di un disegno motore. Aveva linee di produzione mature, fornitori consolidati, pacchetti di installazione veicoli, abbinamenti di trasmissioni e una vasta rete di servizi. Sostituirlo con una piattaforma completamente nuova avrebbe influenzato ognuno di questi livelli.

Lasciare il vecchio motore intatto sarebbe stato più facile, ma l'Euro 5 non gli permetteva più di sopravvivere solo con piccoli lavori di calibrazione.

PSA scelse una via intermedia tra questi due estremi. L'alesaggio, la corsa, la cilindrata e la fondazione industriale continuarono. I sistemi di testata, pistone, iniezione, sovralimentazione e controllo cambiarono sostanzialmente.

Dal punto di vista della produzione e della catena di approvvigionamento, la decisione è stata prudente. All'interno del motore, non era affatto timida. Riprogettare più della metà dei pezzi mostra che PSA non trattava il DV6C come un aggiornamento di routine dell'unità precedente.

I 2 cavalli extra erano quasi incidentali.

L'importanza del programma divenne più evidente negli anni successivi. Le versioni Euro 5 DV6C e DV6D continuarono su Peugeot, Citroën e applicazioni correlate a diversi livelli di produzione. DV6 entrò poi nel periodo Euro 6 tramite il sistema di emissioni BlueHDi.

BlueHDi ha posizionato lo SCR a monte del FAP assistito dagli additivi. Peugeot ha dichiarato che il sistema poteva ridurre i NOx fino al 90% continuando a rimuovere il 99,9% delle particelle. Con lo SCR che ha acquisito una quota maggiore del controllo degli NOx, la calibrazione del motore ha ritrovato spazio per bilanciare consumo di carburante, CO₂ e prestazioni.

La 1.6 BlueHDi 120 erogava 120 CV e 300 Nm, con una coppia massima a 1.750 giri/min. PSA ha riportato una riduzione delle CO₂ dal 7,5% all'8,5% rispetto alle versioni Euro 5 che ha sostituito, con fino a quattro punti percentuali attribuiti alla libertà di calibrazione resa possibile dallo SCR.

Nel 2016, Trémery aveva prodotto 815.000 esemplari del 1.6 BlueHDi dal lancio del 2014 e ne produceva circa 5.000 al giorno.

La riprogettazione a 8 valvole del 2010 non fu quindi un breve ponte di fine vita. Diede a una piattaforma introdotta nel 2003 un altro ciclo tecnico completo attraverso l'Euro 5 e l'Euro 6.

Cosa il mercato dei ricambi per motori ha ereditato da quella storia

Più a lungo un motore rimane in produzione e più applicazioni copre, più grande diventa il suo aftermarket. Il suo catalogo diventa anche più difficile da organizzare.

DV6 è un esempio chiaro. Il mercato spesso usa "1.6 HDi", "1.6 TDCi" o semplicemente "DV6" come descrizioni generali, anche se queste etichette possono essere superiori al motore precedente a 16 valvole e alla generazione successiva a 8 valvole. Nella fornitura di componenti, un precedenteKit per albero a camme e cinghia di distribuzione DV6 16Vappartiene a una struttura di motore superiore diversa da quella successivaGamma di kit per alberi a camme e distribuzione DV6 8V. La testata, la distribuzione delle valvole, la vasca del pistone, il sistema di iniezione, il turbocompressore e la disposizione EGR possono variare tutti.

Gli acquirenti professionisti sanno già che DV6 ha generazioni diverse. La difficoltà pratica è altrove: costruttori di veicoli, cataloghi di ricambi e fornitori non esprimono sempre tali generazioni o confini di assemblaggio allo stesso modo.

I confini dei kit seguono la stessa storia. AKit di cinghia distributiva DV6 8Vpuò essere fornito solo con una configurazione a tempo di distribuzione o insieme a una pompa dell'acqua, mentre unKit guarnizione completa DV6 8Vcopre un ambito di riparazione diverso. Nessuno dei due dovrebbe essere scelto solo in base al cognome.

Una richiesta di acquisto può riferirsi aun blocco nudo, un blocco corto, un blocco lungo o una testata cilindrica; un'altra può coprire solo un insieme di componenti interni. Codice motore, OE/riferimento, accessori conservati e ambito di riparazione devono essere considerati insieme prima che il confine di alimentazione sia libero.

Ecco perché POWCODE organizza DV6 8V all'interno delStruttura della piattaforma Parts by Engine Codeinvece di trattare ogni inserzione contenente le lettere "DV6" come lo stesso prodotto. Gli acquirenti possono utilizzare ilPiattaforma di parti e kit di riparazione del motore DV6 8Vper esplorare assemblaggi, kit di sistema e singoli componenti per ambito di riparazione e OE/riferimento. La sequenza è importante: identificare prima la generazione e la struttura, stabilire il livello di assemblaggio richiesto e poi confermare l'OE/riferimento e la parte specifica.

Questo approccio può sembrare più ingegneria di catalogo che storia dei motori, ma deriva direttamente dalla storia descritta sopra. PSA mantenne l'identità DV6 nel 2010 ridisegnando più della metà dei suoi componenti. Il settore dei ricambi motori si occupa ancora dei confini creati da quella decisione.

Il DV6 ha lasciato più di un motore

L'era diesel europea produsse motori più potenti, più esotici e tecnicamente più evidenti rispetto al DV6. Il DV6 guadagnò peso nella storia in un altro modo.

Era abbastanza leggero per un'auto piccola e abbastanza robusto da sostituire parte del mercato del diesel di cilindrata maggiore. Poteva diffondersi su marchi, classi di veicoli e livelli di produzione, per poi cambiare internamente quando le regole sulle emissioni superavano le assunzioni del suo progetto originale.

Il DV6 a 16 valvole del 2003 è arrivato durante la rapida crescita dei piccoli diesel common-rail. Il DV6C a 8 valvole del 2010 è apparso al punto di svolta successivo, quando l'iniezione ad alta pressione e un filtro per particelle non erano più sufficienti da soli e i sistemi di camera di combustione, EGR, iniezione e posttrattamento dovettero operare come un insieme più integrato.

PSA non portò il vecchio motore invariato nell'era successiva né scartò una piattaforma industriale che avesse ancora valore. Aprì la piattaforma, mantenne ciò che rimaneva utile e riorganizzò il modo in cui aria, carburante e combustione interagivano.

Il passaggio da 16 valvole a 8 non fu quindi una nota a piè di pagina nella storia del DV6. Fu il cambiamento che estese il motore dal primo grande periodo dei piccoli diesel europei agli anni BlueHDi e Euro 6.