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Questo articolo nasce dalle innumerevoli discussioni che ho avuto sia con un mio amico ingegnere che con i professori del Politecnico di Milano: il professore Mastinu di costruzione del veicolo e il professor Gobbi di ottimizzazione del veicolo, che ringrazio per la loro disponibilità a rispondere alle mie infinite domande.
Tutto nasce dalla seguente domanda: ?Perché Alfa Romeo non ha successo come le auto tedesche??. In parte ho già risposto a tale domanda con l?articolo sulle ammiraglie tedesche, ma voglio addentrarmi in un?analisi più approfondita e tecnica.
Come già descritto nel precedente articolo è ormai chiaro come sia fondamentale tornare alla trazione posteriore e sviluppare nuovi motori V6 benzina e diesel, ma cerchiamo di vedere come si possa essere i primi della classe e costruire non solo una vera Alfa per il segmento D (erede della 159), ma un?intera gamma di vetture in modo da aumentare i volumi e le economie di scala.
Partiamo dal cosiddetto benchmarket, cioè l?analisi della concorrenza e, in particolar modo, dei loro difetti.
Il concorrente più simile e che ha avuto più successo negli ultimi tempi è sicuramente Bmw. Le berline tedesche hanno una meccanica sofisticata, motori potenti al tempo stesso poco assetati e la trazione posteriore o, eventualmente, integrale.
Andiamo più in dettaglio analizzando la station wagon del segmento D premium più venduta del mercato: la 320d Touring. Aprendo il cofano di quest?auto, come ho fatto realmente avendola in casa, si nota come il motore sia in posizione molto arretrata, lasciando venti centimetri tra il motore e il radiatore. Per dare dei numeri il 4 cilindri diesel Bmw si trova più della metà dietro l?asse delle ruote anteriori, in modo tale da accentrare il più possibile le masse per ottenere una guida più piacevole possibile. Perché allora non cercare di arretrare ulteriormente il motore di qualche centimetro e allungare il passo di una decina in modo tale da posizionare il motore dietro l?asse anteriore?
Così facendo il motore non si trova più l?intralcio dell?asse delle ruote anteriori, posizionandolo più in basso con l?effetto di abbassare fortemente il baricentro (si sposta una massa di 180kg più in basso anche di 10 cm!). Di conseguenza si riesce anche ad abbassare tutta la trasmissione: dal cambio all?albero di trasmissione alle ruote posteriori. Si migliora l?handling (la tenuta) della vettura, perché il baricentro della vettura arretra e si abbassa, oltre al non trascurabile beneficio di aumentare lo spazio a bordo: infatti salendo sulla serie 3 ci si accorge di come lo spazio per il guidatore sia estremamente limitato dalla presenza del tunnel centrale molto alto e soprattutto largo, il tunnel nella zona posteriore crea una forte gobba che limita lo spazio per le gambe del quinto passeggero, peggiorandone fortemente il comfort.
Come ho già spiegato nell?articolo sulla Maserati il veicolo è progettato per la peggiore combinazione di tutte le varianti e, infatti, il cofano della serie 3 è progettato per alloggiare anche i 6 cilindri in linea e anche il V8 dell?M3, che, ovviamente, vanno a riempire i venti centimetri lasciati liberi dal 4 cilindri diesel. La considerazione fatta precedentemente per il 4 cilindri diesel, cioè quella di arretrare dietro l?asse il motore, non è fattibile da Bmw, sempre fedele al suo 6 cilindri in linea. Questo risulta un grosso limite, perché la soluzione da me proposta sarebbe valida anche per un 6 cilindri a V con angolo di 60° che è addirittura più corto del 4 cilindri, questa configurazione è quella del motore per eccellenza delle Alfa Romeo.
Abbiamo però detto di come per essere competitivi con la triade tedesca (Audi-Bmw-Mercedes) bisogna anche rivaleggiare sulle potenze delle versioni sportive. Bmw, ad esempio, sulla M3 è arrivata ad avere 420cv, ma se consideriamo che dai motori V6 bi-turbo Porsche e anche Nissan, con la sua recentissima GT-R, sono riuscite ad ottenere 480cv, avendo anche consumi molto limitati e, quindi, emissioni C02 più basse delle altre super-sportive.
Passiamo ora al reparto sospensioni. La scelta di mettere il motore dietro l?asse anteriore con disposizione longitudinale e la trazione posteriore permettono una certa libertà di scelta delle sospensioni anteriori, non a caso Bmw adotta uno schema abbastanza ?povero?, cioè il McPherson. Non bisogna però dimenticare che le sospensioni migliori sono quelle a quadrilatero alto, che garantiscono la miglior tenuta oltre ad un feed-back al volante incredibile (chi ha 147 sa cosa intendo), perciò la scelta ricade su queste.
La posizione arretrata del motore, come abbiamo visto nell?esempio, comporta anche l?allungamento del passo, con la conseguente miglior stabilità dell?auto, a costo, però, di una minore agilità della vettura. Per sopperire a tale inconveniente, si può recuperare tale svantaggio adottando delle sospensioni posteriori sterzanti. La scelta ricade, quindi, sulle sospensioni multi-link che hanno cinque bracci di collegamento tra la scocca e la ruota, uno di questi viene definito asse di sterzo e risulta bloccato. Se, invece di fissarlo, si adotta un sistema di comando idraulico o elettrico collegato ad una centralina, si riesce ad effettuare la sterzatura, recuperando non solo l?agilità persa dall?allungamento del passo, ma anche riuscendo ad andare oltre, come fatto da Renault sulla nuova Laguna GT.
Come abbiamo visto la costruzione del pianale della futura 159 è sicuramente sofisticata e costosa, ma tale base può essere ?modulare?: allungando il passo per creare l?ammiraglia 169, permettendo ,quindi, di utilizzare tale pianale per molti veicoli. Facciamo qualche esempio:
Alfa 159 berlina e station wagon;
159 coupè e coupè-cabriolet;
coupè ad alte prestazioni rivale di Porsche 911 (Alfa Brera, nel suo giusto posizionamento);
Suv medio, sulla falsariga dell?X3 di Bmw, eventualmente leggermente più grande visto che la futura generazione dell?X3 aumenterà di dimensioni per lasciare spazio al più compatto X1.
Abbiamo parlato dell?installazione di motori 6 cilindri a V e 4 cilindri in linea (diesel e benzina), ma non dei V8, sicuramente esagerati per auto del segmento D, ma non per auto dei segmenti superiori, soprattutto se si pensa ad un futura vendita nel difficile mercato nordamericano. Questi motori sono installabili sulla piattaforma come è stata pensata, perché la lunghezza è paragonabile a quella di un 4 cilindri in linea, mentre la larghezza impone l?utilizzo di sospensioni a quadrilatero alto. Tali sospensioni sono state già previste per garantire un comportamento di strada superiore tanto necessario per un?Alfa Romeo, permettendo di non modificare nulla a livello tecnico con elevatissimi vantaggi per le elevate economie di scala. Quindi si può mantenere inalterata tutta la parte anteriore, modificando il passo nella parte centrale dell?auto, per aumentare lo spazio a bordo, un po? come fatto da Audi con il suo M.L.B. (modular whell-base). Riporto qualche esempio di auto con il pianale a passo lungo:
Alfa 169 berlina e station;
eventuale coupè grande Alfa (rivale della serie 6 Bmw o della Clk Mercedes);
Suv grande Alfa ed eventualmente Suv sportivo, magari marchiato Maserati per rivaleggiare con la Porche Cayenne (ho in mente il Maserati Kubang, presentato come concept e mai immesso in commercio, perché le filosofie progettuali di Audi, all?epoca alleata, e Ferrari erano molto lontane).
Inoltre non bisogna dimenticare gli ottimi rapporti del Gruppo Fiat con il nuovo possessore di Jaguar, cioè l?indiano Ratan Tata. Se si raggiungesse un accordo per la condivisione di tale pianale (e quindi anche dei costi di progettazione) si otterrebbero ulteriori economie di scala. Il know-how tecnologico sull?alluminio degli ingegneri inglesi potrebbe essere utile per avere una scocca in alluminio molto leggera, fondamentale per la riduzione delle masse e , in definitiva, delle emissioni/consumo. Una scocca interamente in alluminio prodotta per una così grande numero e varietà di auto, permetterebbe un costo aggiuntivo rispetto alla versione in acciaio decisamente basso, impossibile da raggiungere dagli altri concorrenti.
Se poi la condivisione riguardasse anche i motori sia benzina che diesel i risparmi per entrambi i gruppi sarebbero incredibili. Sfogliando i listini di Jaguar ci si rende conto di come anche questa casa automobilistica abbia storicamente e attualmente motori 6 cilindri a V sia benzina che diesel oltre ai V8. Bisogna anche sottolineare che Tata ha comprato Jaguar soprattutto per Land Rover, la quale ha motori 6 cilindri a V diesel, ma anche più interessanti 8 cilindri a V sia diesel che benzina. I V8 diesel risulterebbero molto utili per Alfa, mentre i V8 benzina Jaguar potrebbero essere soppiantati da motori provenienti da Modena. L?integrazione sarebbe perfetta perché sia Jaguar che Land Rover adottano motori aspirati o sovralimentati mediante compressore volumetrico, non utilizzato né da Ferrari né da Maserati. Si potrebbe avere quindi questa gamma di motori V8 a benzina:
aspirato votato alla surplesse di guida per Jaguar e Land Rover;
versione col compressore volumetrico per le versioni performanti delle due case inglesi;
aspirato più votato alle prestazioni per Alfa e Maserati;
versione bi-turbo per Alfa ad alte prestazioni;
versioni bi-turbo speciali per Maserati e per Ferrari, che , ricordo, dovrebbe utilizzare un V8 3600cc bi-turbo per la prossima F430.
La base del motore di tutti questi motori (il basamento) potrebbe essere la medesima per tutte le versioni ed è, tra l? altro, la parte più costosa da produrre di un motore. Se effettivamente questo mio pianale/piano sia seguito, prevedo un innalzamento incredibile delle vendite e dei profitti del Gruppo Fiat, non rimane che attendere e vedere cosa verrà fatto e soprattutto come.
Enzo Ceroni 15/4/2008
Da: hainz Inviato il 22/04/2008 18.23
Ulteriori vantaggi dello schema da me presentato per quanto riguarda la dinamica di guida e i motori:
per mantenere ancor più in basso il baricentro nelle versioni a 4 cilindri si può fare come Bmw: inclinare il motore su un lato (addirittura si possono mantenere i 45 gradi delle versioni V8, riutilizzando alcuni attacchi motore).
La disposizione longitudinale del motore permette di avere un migliore raffreddamento delle turbine. Per evitare surriscaldamenti viene studia il layout del vano motore in modo da garantire che il flusso di aria che attraversa il radiatore (a 80-90 gradi circa) arrivi anche alle turbine, le quali si trovano durante il loro funzionamento a oltre 900°C nelle condizioni più critiche. Mi spiego meglio facendo un esempio: se si volessero mettere trasversalmente il motore V6 bi-turbo previsto per le versioni prestazionali una turbina si troverebbe esattamente dietro al motore. Posizionata in quel modo l?aria che entra attraverso il radiatore non riuscirebbe a raffreddarla perché dovrebbe aggirare il motore, mentre l?altra turbina sarebbe investita perfettamente dall?aria. Inoltre per effettuare la manutenzione della turbina posteriore bisognerebbe smontare completamente il motore, con costi decisamente proibitivi. La disposizione longitudinale del motore, invece, garantisce il perfetto raffreddamento delle turbine, le quali ricevono esattamente la stessa quantità di aria.
Ci sono anche vantaggi nella sicurezza passiva del veicolo:
Urto pedone. Rispetto alla concorrenza il motore si trova più indietro e molto in basso, risultando vantaggioso nei crash test dei pedoni; infatti la testa del pendone che colpisce il cofano si trova molto più lontano dal motore, che è una parte molto dura, garantendo alti punteggi in questo test oppure si possono avere cofani molto più bassi, quindi con linee più sportive.
Crash-Test. Avere la trazione posteriore permette di assorbire l?energia derivata dall?urto frontale; la trasmissione trasmette questa energia anche alla parte posteriore dell?auto, contribuendo ad una resistenza maggiore negli incidenti peggiori. Inoltre permette di ottimizzare la deformazione della parte anteriore dell?auto, garantendo una decelerazione più costante agli occupanti durante l?impatto e ,quindi, punteggi più alti nel Cash-test Euro-NCAP.
Da: hainz Inviato: 05/05/2008 15.49
Ulteriori vantaggio ?motoristico? a cui ho pensato recentemente:
Ho descritto come la disposizione a V dei 6 cilindri benzina e diesel sia vantaggiosa per la sua compattezza, ma oltre a ciò è interessante sottolineare come permetta di ottenere prestazioni superiori.
Per spiegare e avvalorare ciò faccio riferimento ad un motore del passato che ha sfruttato questo vantaggio: il 2000cc V6 turbo Alfa Romeo montato sulla 164. In un primo tempo su quest?auto era stato montato il 4 cilindri turbo Fiat, ma questo motore non riscuoteva il favore del pubblico, già turbati dall?avvento della trazione anteriore su un? Alfa imposta dalla Fiat. Fu allora deciso di derivare una versione turbo dal V6 Alfa. I manager Fiat volevano un 2000cc per mantenere l?auto soggetta all?iva del 20%, mentre gli ingegneri Alfa volevano una cilindrata superiore: un 2300-2500cc, perché tale cilindrata permetteva di avere una curva di coppia più favorevole e solo in Italia vi era l?i.v.a. al 38% per auto con motori di più di due litri; i manager ebbero il sopravvento e l?auto mostrava un?incredibile potenza e reattività a regimi elevati, ma con una risposta del motore (detta in gergo motoristico ?guidabilità in basso?) poco consona ad un?Alfa Romeo. Questo motore era disposto trasversalmente e disponeva di una sola turbina montata anteriormente al motore (ricordo la difficoltà di ottenere la doppia turbina di questa disposizione). Il propulsore fu presentato nel 1991 e disponeva di 210cv, mentre la concorrenza raggiungeva i 185cv con i motori 4 cilindri turbo (Lancia Thema in primis) o utilizzava motori aspirati di cilindrata superiore come Mercedes e Bmw.
Come faceva a raggiungere i 100cv/litro? Sebbene i giornalisti del tempo si focalizzassero sull?utilizzo dell?iniezione elettronica con controllo della detonazione e la regolazione elettronica del turbo il vero vantaggio era un altro. Ricordiamo come, rispetto ad un motore aspirato, il motore turbo-sovralimentato immette più aria e più benzina all?interno della camera di combustione, così facendo si riesce ad ottenere potenze superiori, ma a scapito di una quantità di calore da smaltire ben superiore rispetto alla versione aspirata; l?architettura a V, che presenta due teste motore al posto di una sola, viene in aiuto, perché, a parità di cilindrata e numero di cilindri, la superficie di dissipazione è maggiore di quella di un 6 cilindri in linea, riuscendo a raggiungere potenze da primato, come ci si aspettava da un?Alfa. Al contempo si riescono a raggiungere elevati regimi di rotazione perché si mantengono basse le torsioni sia dell?albero motore che degli assi a camme, perché risultano decisamente più corti rispetto ad un 6 in linea. Questo è uno dei ?segreti? degli ingegneri Alfa, i quali sopperivano con l?ingegno alle difficoltà economiche aziendali di quel periodo, che li portò prima vicini all?accordo con Ford e solo successivamente svenduta alla Fiat, con l?aiuto dell?allora capo dell?Iri Romano Prodi.
Allora come oggi l?architettura a V risulta fondamentale sia per il ritorno generalizzato della turbo-sovralimentazione che per l?avvento della doppia sovralimentazione, la quale richiede una dissipazione del calore anche alle basse velocità e regimi del motore.
