Bajo la denominación comercial TwinAir, Fiat lanza un motor de nuevo desarrollo. Se caracteriza por tener únicamente dos cilindros. Anteriormente, Fiat también usó un motor bicilíndrico en el Cinquecento (con 704 cm³ y 30 CV) que tuvo en venta desde 1991 hasta 1998.
Del nuevo motor TwinAir habrá diversas variantes, desde 65 hasta 105 CV. Por ahora se comercializa uno que da 85 CV (en el momento de escribir esta información en el Fiat 500). Tiene 875 cm³ (una cilindrada unitaria relativamente alta), un turbocompresor y el sistema de distribución variable MultiAir que se caracteriza por prescindir de la mariposa de admisión (sí que la tiene pero únicamente como elemento de seguridad, en caso de fallo).
El Fiat 500 con el motor TwinAir de 85 CV gasta 4,1 l/100 km. Es el utilitario con motor de gasolina que menos gasta, por delante del Toyota iQ. El 500 con este motor, gasta menos y es más veloz que el 1.2 8v de 69 CV. Si la comparación se hace con el 1.4 16v de 100 CV, las prestaciones son casi iguales y el consumo es inferior menor. Respecto al Diesel de 75 CV, el TwinAir gasta menos y es más rápido (fichas técnicas del Fiat 500 con estos cuatro motores).
Según Fiat, la utilización de sólo dos cilindros se debe a tres motivos: mayor eficiencia, menor tamaño y menor precio de fabricación. En una comparación con motores de tres y cuatro cilindros (de iguales prestaciones y cilindrada media), afirma que las pérdidas por calor de bicilíndrico son del 67,2% frente al 69,3 del de tres y 71,7 del de cuatro. El tamaño es un 23% menor respecto al tetracilíndrico.
El movimiento de los dos cilíndros es el mismo. Suben y bajan a la vez. Mientras uno está en fase de admisión, el otro está en la de explosión, impulsando al cigüeñal. Cuando uno está en compresión, el otro lo está en escape. De este modo las explosiones se reproducen en ciclos de 360º (sino serían en periodos irregulares).
Un inconveniente de los motores de tres y dos cilindros son las vibraciones que transmiten. Fiat utiliza en este motor un eje contrarrotante accionado por piñón para eliminar las de segundo orden. Y dice que, de este modo, las vibraciones del nuevo motor son «al menos equivalentes a las de un motor 4 cilindros de iguales prestaciones pero con una tímbrica característica». En la práctica, si se acelera por debajo de 2.000 rpm se notan las vibraciones del motor especialmente en el volante y los pedales. A mayor régimen esas vibraciones desaparecen casi por completo.
Fiat tiene previsto utilizar este motor es futuras versiones híbridas.
MultiAir
En un motor de gasolina, la mariposa de la admisión (que es la válvula que controla la entrada de aire al motor) es un elemento causante del menor rendimiento de un motor de gasolina frente a uno Diesel por las pérdidas que genera (alrededor de un 10%): el motor tiene que hacer un trabajo adicional para succionar el aire cuando la mariposa no está completamente abierta.
Por ello, un modo de mejorar el rendimiento de los motores de gasolina es eliminar esa válvula. BMW lo lleva haciendo hace años en varios de sus motores de gasolina mediante el sistema electromecánico «Valvetronic», que puede modificar el momento de la apertura y cierre de las válvulas, además de su alzada (más información del sistema «Valvetronic»). El Grupo Fiat comienza a hacerlo en 2009 mediante un sistema electrohidráulico.
Fiat dice que los sistemas electromagnéticos para controlar el movimiento de cada válvula han tenido que desecharse tras años de pruebas por los problemas de fiabilidad y la cantidad de energía que precisan. Según Fiat, el sistema electrohidráulico de los motores «MultiAir» es relativamente sencillo, de bajo coste, fiable, consume poca energía y les proporciona una gran flexibilidad a la hora de programar la distribución.
El sistema «MultiAir» introduce una serie de elementos intermedios entre la leva de admisión y la válvula, lo que hace que el movimiento de la válvula de admisión no esté directamente relacionado con el de la leva.
Funciona de la siguiente forma: el árbol de levas (es único, el mismo para admsión y escape) acciona un pistón. Éste está conectado hidráulicamente con un depósito, controlado por una válvula electromagnética. Este depósito está a su vez comunicado con las dos válvulas de admisión del cilindro.
Cuando la válvula electromagnética está cerrada, el fluido del depósito actúa como un cuerpo sólido, transmitiendo el movimiento del árbol de levas. Cuando la válvula electromagnética se abre, desaparece esa unión «rígida» entre la válvula de admisión y la leva, con lo que la válvula se cierra debido a la fuerza que ejerce su muelle (para suavizar este movimiento de cierre, hay un freno hidráulico).
Controlando la apertura y cierre de la válvula electromagnética, Fiat ha configurado, entre otros, los siguientes modos de funcionamiento:
1.- Potencia máxima: la válvula electromagnética está siempre cerrada y la apertura de las válvulas de admisión sigue la evolución de la leva mecánica (como en un motor con distribución normal), optimizada específicamente para obtener la máxima potencia a regímenes altos (tiempos prolongados de apertura de las válvulas).
2.- A bajas revoluciones y plena carga: la válvula electromagnética se abre anticipadamente para cerrar de la válvula de admisión. Esto elimina un reflujo de gases indeseado en el colector.
3.- Carga parcial del motor: la válvula de admisión comienza su apertura más tarde y se cierra antes de lo normal.
4.- Cerrando la válvula electromagnética cuando las válvulas de admisión comienzan a abrirse por el movimiento de la leva se consigue cerrarlas muy anticipadamente (antes de que lleguen al punto de apertura máxima). En este caso, el flujo de aire tiene una velocidad grande y genera un nivel de turbulencia elevado dentro de los cilindros.
5.- Es posible hacer que las válvulas de admisión se abran dos veces en un ciclo (operación llamada «Multilift»). De este modo se aumenta la turbulencia en la mezcla y la velocidad de combustión en cargas y a regímenes muy bajos.