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Archive for the ‘Automotive e Automotive alternativo’ Category

Soluzioni per muoversi oggi (con spunti alternativi), suggerimenti e preziose curiosità per difendersi dall’opportunismo in ambito automotive a 360 gradi.

Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie agli Ioni di Litio ad elevate prestazioni per impiego nel settore Automotive & Motorsport. Parte 3 – Soluzione definitiva

Posted by Raffaele Berardi on 23 dicembre 2016

Rubrica: Strumenti per il Lab

Titolo o argomento: Rilievo e correzione di anomalie (quando possibile)

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Con la scheda di carica dedicata per le singole celle Li-Poly, connessa all’alimentatore da laboratorio, è stato possibile raggiungere una piena carica dei due banchi di celle che risultavano fuori tensione. Empiricamente è possibile rendersi conto che le celle riescono a sopportare “qualche” maltrattamento “oltre i limiti” se il periodo di tempo non è prolungato, se la situazione non si ripete un numero eccessivo di volte e se il pacco batterie non viene utilizzato durante la situazione anomala. L’operazione di ripristino è stata condotta con la strumentazione dedicata in modo preciso e monitorato verificando non solo le tensioni ma la quantità di cariche effettivamente introducibili nelle celle che hanno subito lo stress da sottotensione. Una volta raggiunte le 10 tensioni massime equalizzate, con uno sbilanciamento contenuto in pochi millivolt, è stato di nuovo possibile utilizzare il pacco batterie, scaricarlo e ricaricarlo con il normale caricatore avendo l’accortezza di monitorare tutti i passaggi dei diversi stati di utilizzo e verificare che ogni cosa fosse tornata al proprio posto.

Ora che la condizione per il pacco è fuori dalla situazione di pericolo risulta opportuno segnalare al costruttore della scheda BMS il consumo anomalo che l’elettronica esercita sulla 7a e 10a fila di celle, problema che però si verifica esclusivamente lasciando acceso  il sistema a pacco inutilizzato. Seguiranno numerosi test per controllare che le celle non abbiano subito una sorta di trauma irreversibile e vadano repentinamente a scaricarsi di nuovo nei settori incriminati.

Durante la fase di carica, se nella serie c’è una cella degradata, ovvero con capacità ridotta, c’è il pericolo che al raggiungimento della carica completa essa sarà soggetta a sovraccarica per tutto il tempo impiegato dalle altre celle a raggiungere anch’esse lo stato di carica completa. Il risultato è un possibile aumento di temperatura e pressione che può danneggiare la cella “traumatizzata”. Durante la scarica, la cella più degradata sarà soggetta ad una profondità di scarica maggiore e tenderà a fallire prima delle altre (fonte ENEA).

La capacità (espressa in Ah, Ampere Ora) è il parametro di riferimento dello stato di attività della cella. Una sua variazione rispetto ai dati di targa offre importanti informazioni riguardo la reale disponibilità di energia ed allo stato di invecchiamento delle celle. Le capacità delle celle che costituiscono un pacco batterie dovrebbero essere simili, questo per evitare un comportamento non uniforme che comporterebbe una distribuzione non omogenea della tensione in ogni cella con diminuzione complessiva delle prestazioni del pacco.

Ci sono molte cause di disequalizzazione delle celle. Uno dei fattori principali è connesso con il principio generale che non tutte le celle sono realmente uguali. Ciò accade per via delle inevitabili tolleranze di produzione. Altri fattori sono la distribuzione di temperatura all’interno del pacco ed il diverso invecchiamento delle celle oppure anomalie che possono verificarsi in seguito ad errori di funzionamento dell’elettronica (come nel caso riportato in questa serie di articoli) che, se protratti nel tempo, possono lasciare segni permamenti. Il tutto si traduce in variazioni nell’impedenza interna, che è il parametro secondo il quale le celle si comportano durante i processi di carica e scarica.

Quando una cella è danneggiata oltre un certo limite, deve essere sostituita l’intera batteria oppure deve essere rimossa la fila di celle in serie che presentano l’anomalia andando così a ridurre la tensione massima raggiungibile. In alternativa le conseguenze sarebbero estremamente costose. La sostituzione della singola cella non risolverebbe il problema poiché le caratteristiche di una cella “fresca” sarebbero abbastanza differenti da quelle delle celle invecchiate e ciò aumenterebbe le possibilità di rottura.

Mediante l’equalizzazione passiva ogni cella (o gruppo di celle in parallelo) ha in parallelo la serie di un resistore e un elemento di commutazione (interruttore). Gli interruttori vengono comandati da una logica di controllo che chiude selettivamente le batterie che hanno raggiunto la carica completa sulle rispettive resistenze: l’intera corrente di carica bypassa le celle completamente cariche e l’energia ad essa associata viene dissipata sulle resistenze, fino a che le celle più deboli, che continuano a caricarsi, raggiungono anch’esse lo stato di carica completa.

I principali fattori di rischio per le batterie, di qualunque tipo esse siano, sono la sovraccarica o la scarica troppo profonda. Il primo fattore può portare alla distruzione della batteria, mentre il secondo può condurre ad una riduzione permanente della capacità massima immagazzinabile ed è proprio questo il parametro che nel nostro caso dobbiamo tenere sotto controllo per sapere se l’anomalia è stata tollerata o se si sono superati i limiti oltre i quali è avvenuto un cambiamento chimico completo e irreversibile.

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Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 1 – Rilievo dati
Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 2 – Soluzione provvisoria
Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 3 – Soluzione definitiva

Connessione alimentatore da laboratorio, abbinato alla scheda dedicata per le celle agli ioni di litio, al singolo banco di celle in serie

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Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie agli Ioni di Litio ad elevate prestazioni per impiego nel settore Automotive & Motorsport. Parte 2 – Soluzione temporanea

Posted by Raffaele Berardi on 23 dicembre 2016

Rubrica: Strumenti per il Lab

Titolo o argomento: Rilievo e correzione di anomalie (quando possibile)

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Non potendo utilizzare il normale caricatore del pacco batterie 40-42 Volt per caricare un solo banco di celle in serie, in quanto da solo corrisponde ad una frazione della tensione totale (in questo caso un decimo), ci siamo dovuti ingegnare in altro modo. Mediante un alimentatore da laboratorio è stato possibile impostare valori di tensione e corrente ideali per una singola fila di celle (nel caso delle Li-Poly, 4,2 Volt e circa 2 Ampere di corrente). Il problema è che le celle agli ioni di litio, a differenza di quelle al piombo o al nichel cadmio, non si possono caricare con una corrente continua ma con una corrente a impulsi.

Per ottenere questo proposito tra l’alimentatore e le celle va interposta una specifica scheda di carica per le celle agli ioni di litio. In attesa dell’arrivo di questa particolare scheda, non potendo la fila di celle numero 7 rimanere a lungo in stato di sottotensione, abbiamo posto rimedio alla situazione utilizzando un alimentatore della LEGO degli anni ’80 che veniva impiegato per i trenini 12 Volt. Questo alimentatore è dotato di un potenziometro il quale, mediante un multimetro, è stato tarato a 4,160-4,180 Volt erogando una corrente di 0,8 Ampere (di meglio non era proprio possibile). L’intervento ha avuto successo, le celle hanno accettato la carica portandosi rapidamente al di fuori della zona di rischio (sottotensione < 2,7 Volt).

La soluzione ovviamente non può ritenersi definitiva ma di puro e semplice tamponamento in attesa dell’arrivo della scheda dedicata per la carica delle singole file di celle li-ion. Un rimedio improbabile ha evitato che le celle permanessero troppo a lungo in uno stato chimicamente sfavorevole. A tensioni basse, infatti, la corrente del collettore può dissolvere il rame nell’elettrolita: ciò formerà delle placche sulle particelle dell’anodo di grafite, le quali inibiranno l’utilizzazione dei materiali attivi e ridurranno le prestazioni e la vita delle celle (fonte ENEA). Il riproporsi per più volte di questi bassi valori di tensione, può condurre alla formazione di dendriti di rame e provocare corto circuiti all’interno delle singole celle.

Di grande aiuto è stata la protezione elettronica da sottotensione che non ha permesso l’utilizzo del pacco in presenza di questa anomalia, nonché l’interfaccia che ci ha permesso di individuare, tramite una comunicazione seriale (RS232 convertita a USB con una seriale virtuale) i settori colpiti dall’anomalia.

La corrente proveniente dal solo alimentatore da laboratorio non è stata accettata dalle celle mentre quella proveniente dall’alimentatore della LEGO sì. E’ da osservare che l’alimentatore da laboratorio ha una ridottissima tensione e corrente di ripple (il residuo di alternata presente nella tensione e corrente continua) mentre l’alimentatore LEGO non presentava valori così puri di tensione e corrente continua e, inoltre, i valori di tensione oscillavano fortemente andando quasi a simulare degli impulsi (discorso che approfondiremo debitamente in seguito).

Continua…

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Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 1 – Rilievo dati
Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 2 – Soluzione provvisoria
Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 3 – Soluzione definitiva

Alimentatore LEGO 0-12 Volt

Connessione alimentatore LEGO al singolo banco di celle in serie Connessione alimentatore LEGO al singolo banco di celle in serie

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Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie agli Ioni di Litio ad elevate prestazioni per impiego nel settore Automotive & Motorsport. Parte 1 – Rilievo dati

Posted by Raffaele Berardi on 22 dicembre 2016

Rubrica: Strumenti per il Lab

Titolo o argomento: Rilievo e correzione di anomalie (quando possibile)

Anche l’elettronica più sofisticata alle volte fa cilecca e, nei casi che meno immagineremmo sono spesso le soluzioni più semplici a venirci in contro per risolvere un problema tecnico anche complesso. E’ il caso del sofisticato pacco batterie agli ioni di litio oggetto dell’analisi di questo articolo. Oltre ad una risma di celle opportunamente collegate in serie ed in parallelo, il pacco è dotato di un’elettronica a corredo per la gestione, il controllo e la protezione dello stesso. E’ presente un Battery Management System che si occupa di verificare la tensione delle celle in serie verificando sovra e sotto tensioni e, quando necessario, operare il bilanciamento tra le celle in modo passivo andando a ridurre la tensione di quelle che hanno il valore più alto trasformando l’energia elettrica in calore (ottenendo quindi un bilanciamento mediante perdita di energia). L’elettronica è autoalimentata dal pacco stesso ed è inoltre dotata di sensori di temperatura, sonda di corrente, teleruttore per l’accensione e lo spegnimento del sistema. Un’interfaccia grafica (immagine in basso) permette di visualizzare sul computer i dati tenuti sotto controllo, effettuare dei datalogging e delle diagnosi.

Il problema che si è verificato è partito proprio dall’elettronica a corredo, il pacco batterie è stato lasciato acceso un giorno intero, anche se inutilizzato, e l’elettronica, a riposo, ha assorbito energia in modo anomalo dalla settima e dalla decima fila di celle in serie. Il BMS, che solitamente effettua il bilanciamento al termine della carica, non ha operato alcun bilanciamento con l’impianto acceso in stato di stand-by perché questa logica di funzionamento non era prevista e/o perché la scarica esercitata dall’elettronica sulla settima e decima fila di celle superava di gran lunga i pochi millivolt bilanciabili attraverso le resistenze. Lo sbilanciamento, solitamente contenuto entro i 4-8 mV è arrivato a 2 Volt, un valore enorme. La settima fila di celle è scesa di tensione fino al pericolosissimo valore di 2,1-2,2 Volt e non è stato possibile intervenire caricando con il normale caricatore in quanto tutte le altre file di celle in serie raggiungevano in pochi secondi il loro massimo potenziale ponendo fine alla fase di carica.

Una volta intercettata la cavetteria che connette le file di celle in serie alla scheda del BMS, ed identificati i singoli poli di ogni banco, è stato possibile optare per connettere un carico ad ogni coppia di poli (positivo, negativo) al fine di scaricare tutte le altre file e ridurre l’imbalance. Naturalmente non era certo possibile scendere fino a 2,2 Volt (dato che il valore limite di tensione minima, teoricamente, è di 2,7 Volt), in alternativa era invece possibile operare in modo opposto andando a caricare solo le file di celle a rischio, ovvero i due banchi nei quali è stata rilevata una tensione anomala. Ma per poter effettuare questo tipo di carica di emergenza era necessario fornirsi di un’alimentazione 4,2 Volt, quindi una sorta di caricatore idoneo per una sola fila di celle al posto del caricatore ordinario 40-42 Volt. Ed è proprio qui che si sono complicate le cose.

Continua…

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Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 2 – Soluzione provvisoria
Diagnosi anomalia e intervento di ripristino su un pacco batterie Li-Ion. Parte 3 – Soluzione definitiva

Schermata interfaccia BMS pacco batterie agli ioni di litio

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Electronic Throttle Control: modificare le curve di risposta dell’acceleratore drive by wire

Posted by Raffaele Berardi on 29 ottobre 2016

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili | Le domande dei lettori

Titolo o argomento: Effetti della modifica della curva di risposta dell’acceleratore elettronico

Risponendo a: Matteo

Matteo scrive: Ciao Ralph, ho scoperto da qualche giorno il tuo sito e ho letto molti dei tuoi contenuti poiché da tempo sono interessato agli approfondimenti tecnici legati al mondo della meccanica, informatica, elettronica (ho una laurea magistrale in Ing. Informatica al Politecnico di Milano). Da diversi mesi monto sulla mia auto un dispositivo che aumenta la reattività dell’acceleratore e mi domando quanto questo possa influire sull’usura del motore.

Mi pare di aver capito che tali dispositivi non fanno altro che modificare la “mappa del gas” praticamente amplificando (o variando) la risposta del potenziometro del gas, in modo che il corpo farfallato venga aperto più rapidamente e secondo una curva diversa da quella di fabbrica inserita nella centralina motore (immagino sia il modulo PCM)

In linea teorica questo non dovrebbe influenzare più di tanto l’usura del motore, ma, leggendo sul tuo blog, ho trovato una tua considerazione in merito all’utilizzo del gas che aperto oltre il necessario manderebbe sotto sforzo il motore.

A questo punto mi domando, quanto possono influire sull’usura del motore dispositivi che modificano la risposta del gas? Sono relativamente sicuri ?

La casa madre costruisce una mappa così “lenta” solo per motivi di inquinamento o in realtà anche per affidabilità, o semplicemente marketing su modelli di auto destinati ad un utenza più familiare e non sportiva?

L’acceleratore elettronico offre sostanzialmente il vantaggio di rilevare la richiesta di carico del guidatore e fornirla in entrata alla centralina elettronica che la restituirà “corretta” al sistema di alimentazione del motore. Questo offre una risposta più morbida e digeribile dalla maggior parte dei guidatori, permette di evitare carichi eccessivi in quei transitori in cui le condizioni del motore non permettono di erogare nell’immediato la coppia e la potenza richieste (ovvero quelle situazioni in cui ci accorgiamo che alzando il piede dall’acceleratore il motore sale di giri più agevolmente) e permette di ridurre l’inquinamento in quanto si riducono gli incombusti che passano direttamente allo scarico e, in generale, la quantità di carburante immessa in camera di combustione.

Modificare le curve di risposta della centralina alle diverse azioni sull’acceleratore, può rendere la guida più “scattosa” (effetto on/off), più allegra e sportiva e quindi più diretta e rassomigliante a quella che si aveva quando il corpo farfallato, o i corpi farfallati, erano azionati dal filo meccanico. Nonostante ciò anche in quel caso vi era una gran differenza tra l’alimentazione mediante carburatori o iniettori in quanto la misura della portata d’aria (presente nei sistemi di alimentazione a iniezione) già forniva una prima correzione nella portata degli iniettori nonostante il comando dell’acceleratore fosse di tipo meccanico.

Quindi la situazione più diretta, scorbutica, sportiva e inquinante era quella con l’acceleratore meccanico ed i carburatori, mentre la risposta più dolce e ottimizzata è ora rappresentata dall’iniezione, la sensoristica, la centralina elettronica ed il drive by wire.

La guida diventa talmente dolce e la progressione costante (grazie anche ad opportuni anticipi di accensione, leggi di apertura delle valvole e via discorrendo) che motori con una certa potenza rendono i veicoli gestibili anche da un’utenza meno esperta ed anche in condizioni di fondo stradale sconnesso o bagnato.

Modificare le curve di risposta all’input dell’acceleratore elettronico sollecita di più il motore ma i picchi di tali sollecitazioni, se il motore è rimasto originale, restano gli stessi. Il numero di giri non cambia, la massima potenza erogata e la relativa coppia, nemmeno. Cambia la rapidità con cui variano le sollecitazioni (previste in fase di progettazione) e tutt’al più la “sofferenza” della trasmissione. Penso, ma non ho testato la cosa, che cambi anche la rapidità con cui viene smaltito il calore, problematica dalla quale potrebbe emergere una certa usura non trascurabile (ma questo dipende molto da quanto il guidatore “insiste” nelle sue richieste; una variazione saltuaria o per brevi tratti non penalizza particolarmente la vita utile prevista del gruppo motopropulsore).

Il problema ora è: modificando le curve di risposta all’azione sull’acceleratore, sono rilevabili “cronometricamente” dei miglioramenti in termini di prestazioni? Oppure il sound si fa più accattivante ma l’attesa che si verifica nell’accelerare la massa del veicolo è tale da generare solo maggiori emissioni? Non di rado un’azione più dolce genera un’erogazione della coppia persino migliore, tutto sta nella capacità del motore di “respirare” e quindi avere una certa natura intrinseca nel voler salire rapidamente di giri; ciò dipenderà dai suoi condotti, dalla sua distribuzione e dalle sue geometrie di progettazione tipiche dei “calcoli della serva” (ovvero i calcoli di routine che si fanno inizialmente).

Generalmente sonde e cronometri offrono risposte decisamente migliori delle mie : )

Nelle immagini

Il sistema ETC (Electronic Throttle Control) della Bosch. Il guidatore effettua la sua richiesta di potenza e coppia, la centralina, grazie ad innumerevoli rilievi operati dai sensori motore, fa da supervisore e calcola in una frazione minima di secondo se la richiesta può essere soddisfatta o se genererà maggiori emissioni perfettamente evitabili. La centralina elettronica, a differenza del guidatore, conosce perfettamente la situazione del motore in ogni istante: temperature e pressioni in gioco, curva di coppia e potenza, numero di giri, velocità, dettagli della guida, condizioni della combustione, predisposizione o meno del motore a salire di giri in un determinato transitorio, rischio di detonazione, fattibilità o meno di una precisa richiesta e compatibilità della stessa con i parametri in cui il motore dovrebbe rientrare…

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Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Rubrica: Domande tecniche dei lettori

Acceleratore elettronico BOSCH - Sistema ETC Electronic Throttle Control Acceleratore elettronico BOSCH - Sistema ETC Electronic Throttle Control

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Semplicemente sublime – L’intervista di Davide Cironi a Horacio Pagani

Posted by Raffaele Berardi on 1 agosto 2016

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili

Titolo o argomento: Quando si insegue un sogno anziché un mercato

Quella che vi proponiamo di seguito è l’intervista perfetta, poi vi spiegheremo perché. L’autore dell’intervista è Davide Cironi, appassionato virale di automobili carismatiche d’altri tempi, nonché ragazzo capace di concretezza che ha dato vita con i suoi amici ad una realtà decisamente interessante che vi invito a visitare tramite il suo canale YouTube. L’intervistato è Horacio Pagani, un uomo riservato (ma dai grandi contenuti) che custodisce dentro di sé un mondo intero di passione per l’arte e la tecnica. Ammirevole la sua capacità di sognare e di trasformare i sogni in realtà, ammirabile la sua semplicità abbinata ad una complessa fede artistico-tecnica, ammirevole il fatto che realizzi vetture che seguono i suoi sogni e non quelli del mercato, ammirevole l’istinto ed il fatto che trasmette umiltà, rispetto, cura per la storia e le tradizioni. Ammirevole infine la capacità di trasformare i sogni in realtà passando per le strade della follia.

Qui non pubblichiamo mai articoli di questo genere ma, almeno in questo caso in cui, in qualche modo, mi rivedo in quel che vedo ed in quel che sento, abbiamo il vero piacere di esprimere profonda ammirazione verso l’intervista e l’intervistato. Semplicemente perché si tratta di qualcosa di vero, di sincero, di diretto, dove conta solo la passione, l’amore, la follia, la genialità, la semplicità. Ingredienti che oggi sono oltremodo preziosi perché oltremodo rari.

Tutta la mia stima e la mia ammirazione per questi contenuti strabocchevoli e per tutto quello che questi contenuti significano e nascondono. Mi rendo conto che non sia per tutti facile capire cosa si celi dietro quelle parole, quali visioni, quali sensazioni, quali esperienze condotte, quali difficoltà superate, quali delusioni e quali successi, quali fatiche… ma quello che proveremo a far noi qui sarà proprio tradurvi questa gamma di sensazioni con i nostri semplici progetti a tema che (speriamo il prima possibile) intendiamo mostrarvi pur non desiderando noi realizzare prodotti su larga scala né tantomeno ambiti dalla massa o dai mercati. Staremo a vedere che caos ne scaturirà, intanto la nostra ammirazione è tutta per questa splendida nonché singolare intervista. Complimenti vivissimi.

Nota. Finalmente invece di noiosi e inflazionati inglesismi di mercato si cita un nome: Leonardo da Vinci.

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La moglie ubriaca, la botte piena ed il motore rotto

Posted by Raffaele Berardi on 7 luglio 2016

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili

Titolo o argomento: Quando non si può, proprio non si può

Motori piccoli, con tanti cavalli, che consumano poco, durano tanto e un pizzico di sarcasmo

E’ fantastico. Per quanto mi risulti ostile il pensiero, riesce persino a diventare fantastico. Pensare di trovare motori piccoli, con tanti cavalli, che consumino poco, che costino pure meno e che durino tanto è semplicemente inverosimile. Qualcuno propone soluzioni che “sembrano” avvicinarsi a questo Morgana, altri propongono modifiche che promettono di raggiungerlo… ma è solo un miraggio.

Sapere che c’è molta gente che ci crede, rende possibile capire come la razionalità vada a farsi benedire di fronte alle debolezze umane. Ma la tentazione è troppo forte. Nonostante basti leggere le Leggi della Dinamica e della Termodinamica, su un buon libro di Fisica Generale, per capire, intuire, intravedere le basi assolute sui cui si fonda l’Universo conosciuto (non vi dico di spingervi alla Relatività generale ed alla Meccanica quantistica in casi simili, perché immagino che la Fisica del visibile, cioè la Classica, sia più che sufficiente per l’argomento trattato), ebbene, nonostante ciò c’è sempre chi spera nella trovata che controverta la Fisica Classica (nonché la Chimica, la Scienza dei Materiali…).

Sempre di più…

Nello specifico è notevole la quantità via via crescente di motori (proporzionale ad ammirevole ostinazione) alimentati a gas che sto osservando “rotti” nei retrobottega dell’ambiente motoristico. Questo perché tali prodotti sono rispondenti ad una domanda di mercato priva di qualunque criterio tecnico ma in grado, se soddisfatta dai costruttori (comprensibilmente in difficoltà), di produrre flussi di cassa evidentemente non trascurabili.

Un quartetto di caratteri inconciliabili

Trattasi di motori di piccola cilindrata (la botte piena), pieni di cavalli (la moglie ubriaca) e con i principali organi rotti (perché estremamente sollecitati dalla combustione del gas, dal turbocompressore e dal momento in cui si sceglie di far scoccare la scintilla con l’obiettivo, a monte, di risparmiare ed il risultato, a valle, del carroattrezzi). Un appassionato di motori dovrebbe saperlo che quando un piccolo 1400cc sovralimentato sviluppa 170 cavalli ed è alimentato a gas, nel quartetto, presenta più di un fattore che non si abbina con lunga durata e bassi costi di mantenimento… se deve tra le altre cose girare in città, trovarsi a corredo di un’utilitaria ed armonizzare le spese di una famiglia poi non ne parliamo. Diverso sarebbe stato il discorso se fosse stato chiamato all’esclusivo uso pista.

Un buco vulcanico

La foto del motore in questione riporta un “buco”, sul cielo del terzo pistone, talmente grande che il mio caro amico Giorgio, nonostante decenni e decenni di esperienza di distinto motorismo, al sollevamento della testata, se ne è uscito con l’esilarante esclamazione: “Vieni a vedere!!!! C’è un buco talmente grande che si vede l’albero motore!!!!”.

Una breve analisi tecnica

Voi magari vi aspettate chissà quale analisi tecnica sull’accaduto. In realtà il buco è frutto semplicemente di un anticipo di accensione troppo elevato, stratagemma utile a migliorare, entro precisi limiti, la performance di un motore a combustione interna, nella fattispecie l’espressione della coppia. Ma quando la combustione (che non è istantanea ma impiega una frazione di secondo per innescarsi, propagarsi e provocare l’espansione dei gas) raggiunge il suo massimo nel momento in cui il pistone non ha ancora raggiunto il Punto Morto Superiore (per pochi gradi dell’albero motore) o si trova a cavallo del PMS stesso, si verifica sulla biella un dannoso carico di punta da “tonnellate”. Questo va a trasmettere lo sforzo fino ai perni di banco (tentando di svincolarli deformandoli o stressando le relative viti), passando ovviamente per le bielle (che possono inflettersi) e partendo guarda caso dai pistoni (che possono bucarsi, complici anche le forti temperature in gioco tipiche delle sollecitazioni cui è soggetto un motore da corsa agonistico).
Il risultato è che il motore appare sprintoso, reattivo, pronto ma la mappa di anticipo dell’accensione è variabile in base al numero di giri, al carico (apertura dell’acceleratore), alle temperature… Quindi esistono dei punti critici, celati nello sprint del motore, i quali, sebbene non siano costantemente presenti con la stessa intensità in tutto l’arco di utilizzo del motore stesso ed in tutte le condizioni, porteranno precocemente il motore ad usurarsi venendo esso chiamato ad uno sforzo “innaturale”. La combustione infatti deve avere un anticipo perché la fiamma impiega del tempo dal momento dell’innesco al momento in cui la conseguente espansione dei gas produce una spinta sul pistone ed in “tutto” questo tempo l’albero motore sta ruotando ed i pistoni compiono la loro corsa vincolati lungo i cilindri. Bene, ma se questo anticipo porta a produrre una spinta sul cielo dei pistoni quando questi (a seconda dell’ordine di accensione) uno ad uno avranno leggermente superato il PMS, il lavoro di espansione prodotto porterà un naturale invito alla discesa verso il basso accompagnando il moto composto della biella e quindi la rotazione dell’albero motore. Viceversa un anticipo elevato, a fronte di una risposta più pronta, produrrà il già citato carico di punta scardina motori. Ma un anticipo elevato è un ottimo espediente per rendere arzillo un piccolo motore a gas ed aumentare la coppia espressa (finché la meccanica regge ovviamente). Nei motori di oggi ci sono innumerevoli controlli, istante per istante, atti a permettere alla centralina motore di calcolare l’anticipo più estremo applicabile affinché il motore abbia una durata decente e soddisfi il guidatore con una sensazione di uno sprintoso hi-tech impossibile in passato (e invece, se sapeste…).

Se fosse possibile, allora…

Il fatto è che non si può realizzare un motore piccolo che costa poco, corre tanto ed è parco nei consumi. Se la fisica lo permettesse in Formula Uno sarebbero tutti stupidi ad installare serbatoi di carburante così grandi (un pieno da un quintale di carburante, per intenderci, 100kg per girare un’oretta e mezzo).

Se volete un propulsore che non si rompe e consuma poco all’inverosimile, volete probabilmente un sottomarino nucleare (che resta in mare per mesi con pochi grammi di Uranio), il problema però (oltre al classico di trovare un parcheggio a così tanta abbondanza) è che risulta piuttosto costoso. Quindi non soddisfa (ma sto ironizzando) il quartetto di richieste.

Se volete un propulsore che è piccolo e corre tanto, probabilmente volete un motore a corredo di una vettura di Formula, il problema però è che dura poco e consuma tanto. Anche in questo caso è assai arduo soddisfare il quartetto di richieste.

Se invece volete un benedetto motore che consuma poco probabilmente state pensando a qualcosa che, tradotto, corrisponde ad un Diesel da 2 litri senza il turbocompressore, con poca coppia, che sale di giri come un benzina ma non vi attacca al sedile e che percorre, con la tecnologia moderna circa 30 km/litro e, con la tecnologia che non sta raggiungendo le strade (ma che esiste, vedasi soluzioni ibride raffinate), oltre i 60 km/litro. Il problema in questo caso è che… non corre (molte mamme nonché distratti pedoni whatsappatori ignari che i loro interlocutori li stanno per prender sotto essendo ugualmente distratti ma alla guida di un veicolo… potrebbero persino esserne felici) e non viene commercializzato (l’ultimo che ricordo avvicinarsi alle specifiche del primo caso è il 1900cc Diesel aspirato della Fiat Regata di fine anni ’80 il quale non è che consumasse poco, praticamente non consumava…).

Se invece volete qualcosa che costa poco, consuma poco e saltuariamente corre non male, un bel paio di scarpe comode e una passeggiata/corsetta esaudirà ogni vostro desiderio migliorando tra l’altro il buon umore.

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Un eccessivo anticipo nell’accensione, associato alle importanti
sollecitazioni termiche indotte dalla combustione del metano,
portano, a seconda della conformazione delle camere di
combustione e quindi anche dei pistoni, a danni anulari oppure a
vere e proprie finestre che si aprono sul cielo dei pistoni.

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Un cambio da 25.000 Euro (per l’auto ibrida)

Posted by Raffaele Berardi on 10 gennaio 2016

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili

Titolo o argomento: Il difetto di progettazione di una trasmissione ibrida, con motore elettrico integrato nel cambio, porta interventi estremamente onerosi

Premessa

Il mio compito non è far la guerra a qualcosa o a qualcuno, io semplicemente fornisco alternative quando chi dovrebbe fornirle non lo fa, o non lo fa adeguatamente. Offro spunti e provocazioni, metodi, proposte, piccoli grandi stimoli per far da sé (a patto di avere la necessaria preparazione). Pertanto non andrò a dire di quale auto ibrida si parla in questo articolo, a poco servono le polemiche, specie se non si conclude nulla poi. Molto meglio conoscere una o più possibili soluzioni al fine di perseguire prima di tutto il soddisfacimento personale. Sono sicuro che molti lettori saranno in grado comunque di capire tra le righe di quale vettura si parla e, i proprietari (in preda al panico) che attualmente le hanno ferme nelle officine della casa madre potranno avere una speranza tutto sommato conveniente anche se più impegnativa di un normale tagliando.

L’amore irrazionale per un marchio spesso non premia

Succede che anche i marchi blasonati, che idolatriamo, alle volte facciano delle pessime cadute di stile deludendoci e mortificandoci. E’ accaduto di recente per una casa di automobili tedesca che ha immesso sul mercato un’interessante vettura ibrida (full hybrid di tipo plug-in) che però si è scoperto avere una importante falla di progetto. Il suo cambio infatti non regge la consistente coppia espressa dal motore a combustione interna sommata a quella del motore elettrico. Risultato? Ovviamente il cambio si rompe. “Il cambio verrà sostituito in garanzia!!” Mi direte. No, di fatto no, ed anche se ciò avvenisse potrebbe sollevare il morale solo inizialmente. La sostituzione con un cambio analogo, senza correzione di progetto, non risolverebbe il problema di resistenza meccanica dell’organo e la rottura si riproporrebbe sicuramente, dopo un determinato numero di cicli, qualora venissero chieste nuovamente tutte le prestazioni disponibili (quelle per cui si paga il bollo per intenderci).

La garanzia? Potrebbe persino risultare inutile

Quindi se anche la persona che mi ha fatto prendere conoscenza dell’accaduto ottenesse un cambio in garanzia, rischierebbe di restare a piedi una seconda volta per il semplice motivo che arriverebbe un cambio analogo a quello iniziale. Al contrario è prioritario aggiornare il progetto e realizzare rapporti i cui denti possano reggere a flessione i carichi cui sono sottoposti (vedi l’immagine in basso). E’ veramente pessimo che una casa automobilistica di un certo rilievo non si assuma la colpa di un tale e grave errore di progetto e si difenda “accusando” l’utilizzatore del veicolo di correre troppo, sfruttando troppo spesso l’intera coppia disponibile.

Venticinquemila che?!?!

Ma va!! “Mmmiseria” che avanguardia se si pensa che il bello dell’elettrico è proprio la coppia poderosa disponibile istantaneamente, sempre, subito. Se non desidero provare questo gusto basta la ciofega che mia nonna guidava negli anni ’70. Per arrivare a destinazione, possiamo aver fiducia, è sufficiente. Ma se un cliente spende la bellezza di alcune decine di migliaia d’Euro per togliersi il gusto (potendoselo permettere) di una soluzione ibrida, mi par piuttosto ridicolo chiedergli la bellezza 25.000 Euro per la sostituzione di un cambio (senza garanzia alcuna nonostante il veicolo abbia meno di un anno e senza sostituzione con un cambio il cui progetto sia stato aggiornato e corretto). Sì, 25.000 Euro per un cambio.

Un alternativa per porre rimedio al problema da soli

Come si fa a porre rimedio al problema tecnico senza spendere questa cifra? Se siete tra coloro che hanno capito di quale vettura si parla e se la possedete, sappiate che non vi ritengo stupidi, anche io adoro quell’auto per svariati motivi e non sarà certo un cambio mal progettato a farmi desistere dall’idea che l’ibrido sia il futuro (un po’ di tutto, combustione ed elettrico, accontenta non solo l’intera filiera ma permette agli automobilisti di scoprire un mondo…). Per porre rimedio al problema non è possibile al momento avere l’aiuto della casa madre in quanto non sono previsti i ricambi dei singoli componenti ma l’intero cambio con tutto quello che vi è collegato attorno. Se ad esempio romperete la terza marcia sarete costretti (così mi è stato riferito dagli operatori del settore interessati) a pagare l’intero cambio, il motore elettrico, l’elettronica di comando, il differenziale e chi più ne ha più ne metta (in quanto è disponibile solo il kit completo, o almeno così è la situazione al momento in cui scrivo).

Conosci un cambista preparato?

Ovviamente il prodotto acquistato a ricambi costa molto ma molto di più del prodotto completo. Potete quindi, con l’aiuto di un meccanico cambista veramente bravo (ma veramente bravo, non rischiate, senza offesa, con chi certe cose non le ha fatte mai e con chi certe nozioni, vedi ad esempio la meccatronica, non ha avuto modo di studiarle e aggiornarsi), scollegare il cambio dal motore, fissarlo su un apposito cavalletto di sostegno, aprirlo comodamente, individuare i rapporti e/o le parti meccaniche che si sono danneggiate, rivolgervi ad una azienda che produce ruote dentate per trasmissioni (quindi aziende provviste di dentatrici), fornirgli i rapporti rotti, chiedere di realizzarne una coppia in un’ottima lega, chiedere di farla trattare termicamente al fine di migliorare notevolmente la resistenza meccanica e riassemblare il tutto essendosi preoccupati di ripulire dall’eventuale smeriglio l’interno del cambio (ovviamente è necessario anche sostituire l’olio). L’elettronica andrà scollegata e ricollegata allo stesso modo, i morsetti sono tutti diversi quindi non c’è verso di sbagliarne i collegamenti, oltretutto ogni cavo ha una sua lunghezza precisa e non potrebbero comunque arrivare alle prese sbagliate.

Spendere oltre 10 volte meno. E’ possibile ma dipende da caso a caso.

Questa operazione costa senza dubbio una cifra che fa storcere il muso ma di sicuro è ben lontana dai 25.000 Euro chiesti dalla casa madre la quale attualmente non dispone dei singoli ricambi (probabilmente perchè la vettura è troppo recente). Inoltre se adottate dei buoni materiali e fate fare degli ottimi trattamenti termici è “molto” probabile che otteniate, con una spesa molto più contenuta, un risultato persino migliore. Ci sono operatori del settore che preparano cambi e differenziali per auto da corsa o da rally, interrogateli dopo aver dato un’occhiata ai loro listini ed evitate gli opportunisti che, una volta sentito che la casa madre vi ha chiesto Euro 25.000, avanzeranno conti di 12-13.000 Euro pensando di farvi (farsi) contenti. I rapporti del cambio costano molto ma molto meno. Se poi l’impresa risulta impossibile per la mancanza di altra componentistica che la casa madre non mette al momento a disposizione… beh, se non altro una strada alternativa c’è stata (solitamente le alternative nemmeno si trovano).

Curiosità

Non è la casa automobilistica che produce la vettura, chiamata in causa in questo articolo, a produrre la trasmissione. Di questo assieme (cambio + motore elettrico) infatti se ne occupa una azienda terza e della meccatronica se ne occupa un’altra ancora. Difficile venire a capo di un vero responsabile quindi e, ancor più difficile, almeno per il momento, riuscire ad ottenere solo le parti danneggiate direttamente dalla casa ufficiale.

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Incominciamo a parlare di automobili

Sollecitazioni denti ruote dentate

Sollecitazione di von Mises tra i denti in presa di una coppia di ruote a denti dritti.
Image’s copyright: thetruthaboutcars.com

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Funziona bene? Mandala all’estero!

Posted by Raffaele Berardi on 5 gennaio 2016

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili

Titolo o argomento: Perseguendo la crescita continua

Premessa

Cosa si intende con “funziona bene”? Per evitare equivoci spieghiamo un importante dettaglio che non può essere esplicitato nel titolo. Una vettura (attualmente) decennale o più, pronta per essere inviata all’estero, può anche (ma non è detto) presentare dei danni (talvolta di minima entità, altre volte più importanti, che prevalentemente interessano il motore*) per i quali un potenziale cliente potrebbe spaventarsi. La realtà invece è che un bravo meccanico o, meglio ancora, un’officina di rettifiche motori con una buona reputazione, possono recuperare al danno con cifre che sono almeno 5 volte inferiori all’acquisto di un nuovo veicolo (potete recuperare la perfetta funzionalità di un veicolo con circa 3.000 Euro anziché spenderne 15.000 almeno per uno di pari gamma o di gamma inferiore). Il “funziona bene” è riferito al progetto, stanno infatti inviando all’estero numerose vetture che in Italia si riparerebbero con poco e sono talmente affidabili da garantire un funzionamento migliore persino di tante vetture nuove. In questo risiede la sottigliezza.

*Spesso causati da mancanza di cura dell’utente, interventi di manutenzione male eseguiti, riparazioni approssimative condotte con superficialità. Parliamo quindi raramente di difetti di progetto del motore del mezzo (per i quali è bene stare accorti).

Attenzione

Questa pratica è utile in particolar modo a chi ha un minimo di conoscenze tecniche e/o farà riferimento a persone di “fiducia” ed è estremamente sconsigliata a tutti gli altri. Prendere fregature in questo settore è estremamente facile. Quindi, per chi sa cos’è un pistone, una sede valvola, una bronzina, una cinghia di distribuzione, un paraolio, ecc., può risultare conveniente, in un momento economicamente difficile come questo, spendere 5 volte meno per avere un veicolo utile per muoversi. Questo con molta probabilità sarà esteticamente più trascurato ma meccanicamente, in taluni casi, potrebbe persino andar meglio di alcuni attuali casi border line** (quantomeno genererando meno fastidi, meno anomalie, meno accensioni di allarmanti spie motore per banalità -evitando inutili costi di ispezioni- ed offrendo maggiore affidabilità anche per la minore potenza specifica).

**Non cito marche e modelli perchè questo porta solo scompiglio. Considerate sempre che non vi è una marca realmente peggiore di altre, ogni marchio infatti realizza mezzi che risultano “riusciti” e altri che sono un “disastro totale” implicando eccessive spese di manutenzione. Il consumatore deve imparare a sommarle al costo del veicolo. Certo se acquistate veicoli da paesi dell’altro capo del mondo, con un prezzo allettante ma che non hanno una valida tradizione in automobili, non aspettatevi che sia possibile ordinare un preciso ricambio a poco prezzo anziché, come invece accade sempre più spesso, sostituire l’intero motore.

Funziona bene? Mandala all’estero!

Con l’intento di (ed i mezzi per) raggiungere 1.000.000 di km con la mia vettura preferita (l’auto di famiglia) ho pensato bene un dì di cercare un veicolo analogo con molti meno chilometri della nostra (attualmente siamo a circa 1/2 milione di km) da conservare a casa per avere tutta una serie di ricambi che inevitabilmente andranno a scomparire negli anni. Io sono solito acquistare veicoli usati solo da amici e parenti, quindi solo veicoli di cui conosco l’intera storia e di cui sono ben noti i difetti manifestati (a mio avviso si tratta di un modo di compiere ottimi acquisti di tipo più consapevole, del tipo: conosco i difetti della tua vettura, conosco i problemi che ha avuto ma non rappresentano un problema per me nel momento stesso in cui non sono una sopresa ma un dato certo).

Nel tentativo di ricerca di un veicolo esattamente analogo al nostro, una serie speciale della Opel con assetto curato dalla Lotus, mi sono accorto che è molto facile trovare la tale vettura nella versione base, ma è molto difficile trovarla nel modello e nella esatta versione particolare frutto di questa curiosa collaborazione anglo-tedesca. Un giorno ne vedo una nel parco auto di un autosalone e, non volendo essere rigido nei miei schemi, mi sono fermato volentieri per prendere informazioni sul veicolo e magari provarlo.

Il concessionario continuava a negare di avere il tale veicolo, così dopo avergli spiegato “perchè e per come” se l’ho visto vuol dire che l’ho visto, si è deciso a dirmi che quel veicolo sì era lì, sì era disponibile, ma non voleva assolutamente vendermelo. Sconcertato da una situazione contraria al consueto ho messo in croce alcune conoscenze che avevo nella tale concessionaria per cercare di capire il motivo di una simile stranezza.

I veicoli di circa 10 anni fa (ed oltre) vengono inviati all’estero. Devono andare via dall’Italia. Sono costruiti con altri canoni, sono fatti per durare di più, sono più affidabili, generano un minore giro d’affari di ricambi e, cosa più importante, dissuadono le famiglie dall’acquisto di nuovi veicoli. Risultato, se vengono rimessi in vendita in Italia una volta che il precedente proprietario se ne disfa, altri ne potranno godere ottimizzando le loro spese di famiglia risparmiando cifre importanti. Questo non è ammesso perchè non favorisce il mercato e non agevola lo “smaltimento” di nuovi veicoli dai mastodontici parchi auto di invenduto di tutte le case costruttrici. Queste vetture vengono inviate quindi in paesi dove il mercato attuale manifesta altre esigenze. Ad esempio vi sono una lunga serie di paesi meno abbienti dove prima si andava a piedi o in bici ed ora il nuovo mercato si accontenta di fornir loro buone auto usate per avviarli verso nuove abitudini e farli credere maggiormente nei mezzi in via di diffusione. Così al mercato, per il momento, sta benissimo l’idea di fornir loro qualcosa che li appaghi e li proietti verso una nuova abitudine di comodità prima solo sognata (assieme ad una sensazione di crescita legata alla minore tassazione, all’apertura di numerose imprese non locali meno stressate ed alle retribuzioni contenute).

L’incentivo di esportazione

Al ché un lettore potrebbe chiedersi: “Ma può mai esser vero ciò?”. Non son io a stabilire cosa sia vero in questo mondo. Sono i lettori che sono sempre invitati a verificare, a capire come informarsi, ad imparare come si attesta che una fonte sia valida, a chiedere alle persone giuste, a cercare dei riscontri attendibili. Uno spunto interessante che può avvicinarvi al risultato è la verifica di quanto segue: sono stato informato, da operatori del settore accreditati, dell’esistenza di un particolare incentivo detto “incentivo di esportazione”. Il sistema paese chiede ai saloni d’auto di mandar via all’estero il tipo di autovetture citate poco prima e, se vi è collaborazione, si riceve in cambio un incentivo per aver esportato l’usato anziché averlo fatto circolare in Italia. Io, nonostante posso aspettarmi oramai di tutto, son rimasto comunque senza parole… voi?

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L’ennesima scelta errata del mercato dell’automobile – Parte 2

Esportazione automobili

Image taken from Euro Truck Simulator 2 (SCS Software)

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Obsolescenza programmata Addio! – Parte 1: I motori a combustione interna

Posted by Raffaele Berardi on 3 luglio 2015

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili | Le domande dei lettori | Obsolescenza programmata Addio!

Titolo o argomento: Le logiche dietro la longevità dei prodotti di uso comune

Risponendo a: François

François scrive: Grazie antitutto, ragazzi. Sono un appassionato con una laurea in legge alle spalle e quindi non ho conoscenze tecniche approfondite ai miei continui quesiti da malato di auto e motori, per quanto provi a leggere e informarmi. Per saperne di più sui miei dubbi, ho pure letto dei libri di ingegneria ma tra questo e saperne so che c’è un mare di differenza. Un po’ come quando un amico cita un articolo di legge che alla fine non ha nessuna attinenza con quanto si sta discutendo, anche se sembrerebbe attinente.

Riguardo alla longevità dei motori e alla loro possibilità di percorrere centinaia di migliaia di chilometri, mi pare di capire che non sia il regime di utilizzo medio a fare la differenza, quanto la potenza specifica di un motore. Per esempio, un vecchio mercedes 2000 diesel da 70 cv  da 2500 giri al minuto in media farà tanti chilometri quasi quanto un camion che gira a 1500 giri in media. Anzitutto, è giusta la mia riflessione?

Poi: ho una mito multijet da 95cv. Mi piacerebbe depotenziarla per farla arrivare a fare tanti chilometri come suggerite, ma come si fa? E con la mia guida, cosa posso fare perché sia il mio piede a “depotenziarla”? E in generale, meglio un pelo di gas a 3000 giri che più in fondo a 2000? Vi ringrazio moltissimo

Gentile François partiamo subito dalla frase inerente la longevità dei motori, preciso che la potenza specifica incide sulla longevità del motore sotto il punto di vista dell’impronta che viene data al progetto. Questo significa che il progettista sa bene che esasperando certi parametri otterrà un motore meno longevo. Il regime di rotazione è altrettanto importante ma sotto un altro aspetto, sebbene il valore massimo sia anche esso impostato nel progetto iniziale, starà poi al guidatore sfruttarne l’intensità e la progressione a seconda di quanto intende far durare il motore.

Quindi un guidatore non può scegliere di modificare il dimensionamento degli organi (né i materiali impiegati e le geometrie delle parti fondamentali per la bontà del progetto), ma può scegliere la potenza specifica del motore del suo veicolo d’interesse nel momento dell’acquisto dello stesso. Inoltre un guidatore non può scegliere il regime massimo di rotazione o utilizzare un regime di rotazione sottocoppia che non permette un corretto funzionamento del motore, ma può scegliere di utilizzare al momento opportuno il valore minimo di giri nel range di utilizzo del motore stesso e la progressione con cui raggiunge tale regime.

Il guidatore può altresì scegliere come utilizzare il motore influenzando di fatto la vita utile massima che questo può raggiungere. Questa vita utile è determinata dal numero di cicli che il motore riuscirà a sostenere prima che gli organi vitali cedano perchè sono andati fuori misura o perchè indeboliti. Ci sono innumerevoli parametri che permettono ad un motore di vivere più a lungo. Il controllo dell’invecchiamento degli organi del motore e lo studio delle cause che comportano l’invecchiamento stesso, sta diventando di per sé una scienza. Noi conosciamo gran parte di questi fenomeni ma non possiamo enunciarli tutti sia per questioni legate alla riservatezza progettuale, sia perchè stiamo cercando di raggiungere il record (personale) di un milione di chilometri effettuati con il medesimo motore (e veicolo) senza che questo sia stato rettificato o abbia subito interventi drastici. Al momento siamo attorno alla soglia dei 500.000 km con il motore che si trova in condizioni talmente ottimali da esser cambiato impercettibilmente rispetto a quando era nuovo (noi stimiamo che le sue condizioni siano attualmente al 98%). Questo lo si verifica dalle misure di compressione, dal consumo di olio, dall’ispezione interna tramite fibre ottiche, dalle prestazioni di accelerazione, erogazione della potenza ed espressione della coppia. Raggiungere un simile chilometraggio in condizioni così favorevoli ovviamente non ha comportato particolari costi, altrimenti non avrebbe avuto senso. Quello che si è speso in maniera incisiva è stato il tempo per lo studio e la strumentazione utile alla ricerca.

In linea di principio comunque il confronto tra la vettura Mercedes cui fa cenno ed il camion non è compatibile. Sebbebe i cicli siano gli stessi (ciclo Diesel) e quindi tali motori tendano di per sé a girare a circa la metà dei giri (rispetto ad un motore equivalente a benzina, offrendo inizialmente la possibilità di percorrere il doppio dei chilometri e quindi, a parità di chilometraggio, la metà dei cicli – ovviamente il confronto si intende a parità di massa del veicolo, di superficie frontale, aerodinamica, rapportatura del cambio, ecc.), ebbene, nonostante questo, le masse dei veicoli citati sono molto diverse così come il frazionamento del motore (generalmente L6 o V8 per i camion) e la rapportatura del cambio (5 marce per la vettura, persino 14 per il camion).

Ad ogni modo i 70 cavalli del motore Mercedes possono in parte rappresentare un ostacolo in quanto leggermente insufficienti per la massa del veicolo, ragione per cui infatti il regime di rotazione che cita è più alto rispetto alla media attuale. Oggi si può viaggiare con un Diesel 2 litri (a bassa potenza specifica) a 1200 giri al minuto in extraurbano e senza vibrazioni e quindi senza essere sotto coppia. Se il motore cui fa riferimento non è dotato di turbocompressore meglio ancora… le aspettative di vita si allungano ulteriormente anche per via di temperature di funzionamento più basse e minori sollecitazioni. Inoltre i vecchi motori Mercedes con pochi cavalli avevano tutti gli organi del manovellismo e della distribuzione abbondantemente sovradimensionati, altro fattore incidente sulla longevità di un motore che esprime poca potenza. Con mezzi simili ho conosciuto persone che, a seguito di cure maniacali, hanno superato i 600-700.000 km (e poi hanno rotto perchè il mezzo non era opportunamente controllato e manutentato). Si tratta di record per così dire di Endurance, una passione, lo sfizio di vedere fin dove ci si può spingere. Ovviamente non valgono i chilometri effettuati dopo importanti interventi di ripristino e/o rettifiche.

Circa la seconda domanda su un motore che immagino sia il 1300 turbodiesel può semplicemente intervenire con una centralina aggiuntiva rimappabile (e magari uno switch). Solitamente queste vengono fornite per l’incremento di potenza e coppia (anche se si tratta del modo più semplice di elaborare un motore e di un modo che non ha sempre senso soprattutto se la meccanica non è stata adeguata… ma questo è fuoritema ora) ma si può chiedere di avere una centralina in più per ottenere l’effetto opposto operando una riduzione della sovrapressione del turbocompressore e, ove possibile, variando la portata degli iniettori. Un depotenziamento fino ai 65-75 cavalli stressa sicuramente meno il motore ma bisogna tener conto dei percorsi che si affrontano (strade con frequenti salite, strade di montagna, ecc.), del numero di passeggeri che si hanno solitamente a bordo e del carico che il veicolo porta abitudinalmente con sé. Depotenziando troppo infatti si rischia l’effetto opposto, il motore arranca e si stressa di più. Ciò che andrebbe sottratto, dopo una serie di test, sono i cavalli in eccedenza, quelli che il motore tira fuori quando si agisce allegramente sul gas sperperando, tra l’altro, carburante inutile.

La potenza erogata, comunque, non è di 95 cavalli ma, se legge le specifiche, di 95 cavalli ad un certo numero di giri. La potenza cresce al crescere del numero di giri in quanto aumenta il lavoro che il motore può compiere in un determinato intervallo di tempo. Questo vuol dire che ad esempio mentre viaggia in centro a 1600 giri/min in 2a marcia, magari sta (dico per fare un esempio) erogando 38 cavalli e non sempre 95 come di frequente si tende a pensare. Viaggiare a 3000 giri ad un pelo di gas, è più conviente (meccanicamente) che viaggiare a 2000 giri con il gas affondato (il rapporto usato in tale condizione e quindi la velocità del mezzo oltretutto incideranno sullo smaltimento del calore oltre che suoi consumi). Ma non solo! E’ anche meno stressante per il motore perchè il regime di rotazione influenza affidabilità e longevità oltre un certo regime in cui il motore fatica a smaltire il calore ad esempio, mentre il carico, ovvero la percentuale di apertura del gas, e quindi la pressione sull’acceleratore, influenza la longevità di un motore incisivamente a tutti i regimi di rotazione. Un motore ideale per durare, esprime una coppia vantaggiosa ai regimi medio bassi e una potenza di picco limitata, questo gli permette, come nel mio caso, di viaggiare con parametri motore estremamente tranquilli (non posso purtroppo entrare oltre nel dettaglio) e ad un regime di 1200-1500 giri/min. Il tutto abbinato ad un buon progetto iniziale, un uso che tiene conto dei percorsi e delle masse aggiuntive, una manutenzione sopraffina ed un controllo della totalità dei parametri in gioco, permette ad un motore di essere usato sempre (o molto spesso) in condizioni ideali senza accusare particolari stress.

Mi rendo conto che ogni automobilista non può seguire tutto questo (che oltretutto rappresenta solo una rapida introduzione e che in ogni caso risulta inutile se il progetto iniziale del motore/veicolo non risulta valido), altrimenti impazzisce, ma per noi è importante come coadiuvo ai nostri studi e come presupposto per raggiungere un ulteriore record.

Continua…

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Obsolescenza programmata Addio! – Parte 8: L’adattatore IDE – SATA
Obsolescenza programmata Addio! – Parte n: In aggiornamento

Le gocce del Principe Rupert

Cosa succederà alla goccia di vetro sotto l’azione del martello? Si romperà? Sicuro?
E invece no. Si chiamano le Gocce del Principe Rupert, vengono ottenute facendo
colare del vetro fuso in acqua dove si temprano acquisendo forti tensioni…
Una forte martellata sul bulbo non le romperà ma, inaspettatamente,
una leggera vibrazione sulla coda le farà esplodere con una sorta di reazione a catena
che parte dall’interno e che raggiungerà il bulbo in pochi millesimi di secondo.
Anche i motori a combustione interna, se toccati nei loro punti deboli, cedono
repentinamente e, ancora più facilmente, se il progetto di partenza prevede per loro
particolari stress e tensioni per via di geometrie, dimensionamenti, materiali e potenze
specifiche inadeguate.
Puoi osservare un interessante slow motion al seguente link:
https://www.youtube.com/watch?v=xe-f4gokRBs
Image’s copyright: SmarterEveryDay (YouTube Channel)

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