E.R.S. Energy Recovery System

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: Dispositivi di recupero dell’energia per vetture ad elevate prestazioni

Con l’acronimo E.R.S. si intende il complesso di sistemi di recupero dell’energia (Energy Recovery System). Tale voce è frequentemente utilizzata nell’ambiente della Formula 1 dove, per il momento, si distinguono due importanti tipologie di sistemi di recupero dell’energia destinati alle monoposto:

Il sistema K.E.R.S. (kinetic Energy Recovery System) a bordo delle vetture di F1 dalla stagione 2009, il quale comprende un motore/dinamo, un accumulatore di carica ed un sistema di controllo.  Il motore elettrico, come vedremo più avanti, funge da generatore nelle fasi di frenata/rilascio andando a caricare un accumulatore di carica, per poi diventare un motore con effetto booster utilizzando, quando richiesto dal pilota, l’energia precedentemente recuperata ed accumulata.
Vedi l’articolo: “K.E.R.S. Kinetic Energy Recovery System”.

Il sistema E.E.R.S. (Exhaust Energy Recovery System) disponibile a partire dalla stagione di F1 del 2014, sfrutta la logica del turbo-compound, ove la turbina è collegata meccanicamente all’albero motore per migliorare l’efficienza del propulsore, evolvendola. Questo sistema, che vedremo nel dettaglio più avanti, è abbinabile ai motori sovralimentati mediante turbocompressore e sfrutta una seconda turbina (posta in serie con quella principale) per alimentare un generatore che aziona un motore elettrico. Il dispositivo offre un costante surplus di potenza.
Vedi l’articolo: “E.E.R.S. Exhaust Energy Recovery System” – Articolo in preparazione

E.R.S. - Energy Recovery System

A causa del pericolo di fughe di tensione lungo il corpo vettura (il carbonio è un ottimo conduttore),
le monoposto vengono dotate di adesivi (come quello riportato in figura) che segnalano il pericolo di
alta tensione fino a che il sistema E.R.S. non viene scaricato.

Un regolatore di pressione da 1500 Euro per la Ford Focus TDCI

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Il regolatore di pressione dell’impianto common rail della Focus TDCI 90 CV

Un bel giorno sul display del quadro strumenti di una solida Ford Focus 1.6 TDCI 90 CV compare la voce “Avaria motore”. Improvvisamente il motore smette di essere performante, risponde lentamente alle azioni sull’acceleratore, sembra quasi che si “affoghi”. Il problema si aggrava fino a causare lo spegnimento del motore stesso non appena viene richiesta più potenza. Come è naturale che sia, il proprietario del veicolo,  si reca presso la concessionaria dove ha effettuato l’acquisto per conoscere le cause del problema e, possibilmente, trovare una rapida soluzione. L’officina della concessionaria sostiene che l’elettronica della vettura debba subire un’importante sostituzione: la centralina motore. Questa sembra dare letteralmente i numeri. Per tale lavoro vengono richiesti ben 1.500,00 Euro. Il proprietario del veicolo, pur non essendo esperto del settore, intuisce che c’è qualcosa che non va. Le risposte del meccanico sembrano vaghe, poco chiare, soprattutto non si riesce ad ottenere una spiegazione tecnica chiara del problema.

Per ottenere ulteriori conferme o nuove spiegazioni più logiche, il proprietario si reca da un primo pompista (il tecnico esperto di impianti di iniezione) dove, attraverso una diagnosi eseguita al computer, si imputa il problema alla pompa del gasolio e ad un potenziometro collegato all’acceleratore. Il pompista sostiene che sia necessario estrarre la pompa del gasolio (andando quindi a smontare il motore dal lato distribuzione) e revisionarla. Il preventivo è compreso tra i 500 ed i 600 Euro.

Anche le spiegazioni ottenute nel secondo caso risultano essere poco chiare e motivate in modo blando. Il proprietario del veicolo si rivolge così ad un secondo pompista il quale, oltre ad avere il software di diagnosi aggiornato per la vettura in questione, dispone di un computer originale Bosch (ovvero dello stesso marchio dell’impianto di iniezione) che garantisce l’assenza di errate traduzioni nell’interpretazione dei “codici errore”. Questa volta, il pompista contattato, risulta essere molto preparato, veloce e pratico. Rileva in maniera corretta l’errore, dalle indicazioni fornite dal computer risale finalmente all’organo danneggiato: un semplice regolatore di pressione (vedi foto in basso). Quest’organo è fissato mediante 3 viti alla testata del motore, si smonta in pochi minuti (con l’ausilio di una sola chiave a forchetta) e richiede una manodopera di 20-30 minuti.

Il risultato? Il problema è stato risolto con poche decine di Euro, la vettura ora cammina regolarmente e non è stato necessario smontare mezzo motore o sostituire inutilmente la centralina elettronica.

Regolatore pressione carburante Ford Focus TDCI

Il regolatore di pressione visto sia nel suo insieme che smontato
nelle tre principali componenti che lo costituiscono

Una pompa del gasolio da 2500 euro

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Una pompa del gasolio da 2500 euro*

Domanda di un nostro lettore
La mia auto diesel si è fermata all’improvviso e non è più ripartita. In officina mi hanno preventivato una spesa di oltre 2500 Euro (esclusa la manodopera) per una nuova pompa (Bosch VP44 – Bosch VR4) ma mi sembra una spesa esagerata. Avete consigli utili in merito?

La nostra risposta
Una pompa di iniezione del gasolio Bosch del tipo VP44 o VR4, se acquistata nuova presso i centri di distribuzione autorizzati Bosch**, ha un prezzo di circa 2900,00 Euro più iva. Se la si acquista ricondizionata dalla stessa Bosch, ha un prezzo di circa 2500 Euro più iva. Le officine meccaniche, i pompisti e gli elettrauti ovviamente ottengono uno sconto sui prezzi sopra indicati. Il costo elevato di tale prodotto è dato dal fatto che si tratta di una particolare pompa rotativa venduta per un breve periodo a cavallo tra l’era delle vecchie obsolete pompe del gasolio e le moderne pompe dei sistemi common rail. Si tratta quindi di una pompa piuttosto complessa la quale, seppur prodotta per un breve periodo, è stata montata su un gran numero di marche e modelli di automobili.

Il problema di un preventivo così alto per il componente, non è tanto se sia veritiero o meno in quanto, come indicato poco sopra, la pompa ha realmente costi molto alti. Il problema principale, invece, sta nel fatto che solo in rari casi è realmente necessario sostituire l’intera pompa. Nella stragrande maggioranza dei casi infatti si tratta semplicemente di sostituire alcune delle componenti, di cui è composta la pompa, che possono essersi logorate.

Solitamente tali pompe del gasolio manifestano improvvisi guasti elettronici che riguardano la centralina posta sopra la pompa stessa. Sebbene il danno sia in realtà di pochi centesimi di euro, lavorare sulla scheda elettronica, testarla, sostituire il componente danneggiato applicandolo correttamente e testare la pompa con la centralina revisionata al banco prova, non è un’operazione alla portata di tutti. Ma non solo. Una volta smontata la pompa conviene controllare anche diversi organi meccanici tra i quali: il cuscinetto, il pistone dell’anticipo, gli elementi di tenuta ed i paraoli…

Ricambi pompa iniezione gasolio Bosch VP44 VR4

Componenti sostituite su una pompa Bosch VP44 (vedi fig. più in basso).
Sono stati sostituiti: centralina elettronica pompa con relativi sensori,
sensore posizione albero, pistone anticipo, cuscinetto, or e paraoli.

L’operazione più conveniente consiste nel recarsi presso un pompista autorizzato Bosch che disponga del computer (Bosch) collegabile direttamente alla pompa di iniezione del gasolio. In tal modo è possibile verificare in modo sicuro se la vettura non si avvia più per un problema legato all’elettronica della pompa del gasolio. Collegare il computer alle prese di diagnosi può non dare le informazioni desiderate.

Una volta assodata la natura del problema elettronico, si procede allo smontaggio della pompa dal motore (operazione decisamente complessa che va fatta eseguire solo a meccanici realmente esperti e minuziosi), alla sostituzione della centralina elettronica con una nuova o ricondizionata (preferibilmente acquistata dal vostro meccanico presso i centri di distribuzione autorizzati Bosch ad un prezzo di circa 400 euro per la ricondizionata e di circa 500 euro per la centralina completamente nuova), alla sostituzione degli organi meccanici che evidenziano stati di affaticamento ed alla taratura della nuova centralina (installata sulla pompa) tramite un apposito banco prova. Il costo di tali componenti è di qualche centinaio d’euro ma non va dimenticato che nel conto ci sarà anche la manodopera del montaggio/smontaggio pompa e della taratura della nuova elettronica che va obbligatoriamente settata sulla vostra specifica pompa in quanto non è uguale per tutti e tiene conto dello stato di usura degli organi e del reale funzionamento. Fattori che variano di caso in caso.

Pompa iniezione gasolio Bosch VP44 VR4

Una pompa Bosch VP44 revisionata in ogni sua parte e pronta per essere rimontata

*Questo articolo segue dall’articolo: “Una pompa del gasolio da 1500 euro”.
**Centri che forniscono esclusivamente officine meccaniche, pompisti ed elettrauti.

Incrostazioni sulle valvole di turbolenza dei motori diesel con EGR

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Causa e conseguenza delle incrostazioni sulle valvole di turbolenza dei motori turbodiesel dotati di valvola di ricircolo dei gas di scarico EGR

Ci sono due particolari situazioni che affliggono taluni motori turbodiesel (con un buon chilometraggio) dotati di valvola EGR. La prima di queste è una vibrazione anomala allo spegnimento del motore; la seconda situazione problematica è caratterizzata da una prestazione piuttosto soffocata del motore che, in alcuni casi, arriva persino al mancato avviamento. Di seguito vediamo  brevemente le cause di tali problemi ed i fattori che li legano.

Vibrazione anomala allo spegnimento del motore

Diversi motori turbodiesel di recente costruzione sono dotati di valvole a farfalla comandate da un’apposita capsula attivata dalla pompa del vuoto. Tali valvole a farfalla hanno il compito di generare, quando opportuno, delle turbolenze nel flusso d’aria in aspirazione. Lo scopo ovviamente è quello di ottenere una migliore miscelazione del combustibile con il comburente e quindi una migliore combustione anche quando l’aria nei condotti si muove a velocità ridotte.

In secondo luogo, quando si procede allo spegnimento del motore, le valvole a farfalla si chiudono completamente allo scopo di smorzare le vibrazioni. Tuttavia, se vi sono delle incrostazioni, tali valvole possono arrivare al bloccaggio e la capsula di comando non riesce a muoverle. Se queste si bloccano in posizione di chiusura il motore non si avvia più e si può temere il peggio anche quando in realtà il problema è piuttosto banale. Se invece queste si bloccano in posizione di completa apertura, il motore non sembra avere problemi, tuttavia allo spegnimento vibra più del solito e si può pensare che ci siano problemi con i supporti motore o, persino, con il volano…

Prima di temere il peggio e impegnarsi in spese importanti per lo smontaggio del motore o del cambio e per la sostituzione di componenti non necessari, è possibile smontare i collettori di aspirazione e verificare se le valvole di turbolenza hanno modo di muoversi agevolmente dallo stato di completa apertura a quello di completa chiusura. Persino la sostituzione della capsula di comando delle valvole può risultare ovviamente inutile se queste sono bloccate (danneggerete solamente una nuova capsula).

Perdita di prestazioni e soffocamento del motore

Con il tempo il tuo motore turbodiesel, dotato di valvola di ricircolo dei gas di scarico EGR, potrebbe perdere gradualmente le sue prestazioni (con leggero aumento dei consumi). Trattandosi di una situazione graduale potresti non accorgertene e, un bel giorno, il motore potrebbe non avviarsi più oppure potresti accorgerti che durante lo spegnimento vibra più del dovuto. Il problema potrebbe essere legato alla valvola EGR. Questa ha il compito di convogliare parte dei gas di scarico all’aspirazione (facendoli ricircolare) allo scopo di ridurre le temperature in camera di combustione e, di conseguenza, ridurre anche l’emissioni inquinanti tipiche dei propulsori diesel. Nonostante gli intenti della valvola EGR siano buoni, i problemi che causa sono spesso fin troppo svantaggiosi e fastidiosi. E’ noto infatti che gli scarichi che ricircolano, con i chilometri, tendono a formare grumi di morchia che ostruiscono i condotti dei collettori di aspirazione. Un’eccessiva ostruzione può persino impedire al motore di avviarsi in quanto “non respira”. Nel migliore dei casi invece, tali depositi possono bloccare le valvole a farfalla di cui abbiamo parlato nel precedente paragrafo.

In sintesi

Se il tuo motore diesel è dotato di EGR parte dei gas di scarico verrà fatta ricircolare all’aspirazione. Questo comporta l’accumulo di depositi di morchia che possono ostruire del tutto i condotti o bloccare le valvole di turbolenza. In caso di anomalie potresti quindi pensare a problemi gravi e onerosi quando invece basta una semplice pulizia degli organi coinvolti. Effettua una verifica prima di affrontare spese.

Consigli utili

La pulizia delle valvole di turbolenza può essere effettuata manualmente con grande cura e dispendio energetico, oppure in una vasca di lavaggio per componenti meccaniche. E’ comunque consigliato procedere ad una rimozione manuale delle parti più voluminose di morchia. E’ invece vivamente sconsigliato l’utilizzo di idropulitrici onde evitare la deformazione delle farfalle o, peggio, l’innesco di possibili fratture (nella sezione di collettore) dato che, generalmente, queste componenti non hanno una gran finitura superficiale.

Valvole turbolenza aspirazione motore diesel incrostate con EGR

Valvole turbolenza aspirazione motore diesel con EGR

Nell’immagine in alto la sezione dei collettori di aspirazione, che contiene le valvole di turbolenza, quasi completamente intasata dalla morchia (deposito gommoso del petrolio). Le valvole a farfalla sono bloccate e la capsula di comando non riesce ad azionarle. Nell’immagine in basso, gli stessi collettori dopo un lungo e faticoso intervento di pulizia manuale al quale seguirà poi un processo di finitura prima del montaggio.

Soluzioni per la mobilità. Quale scegliere?

Di recente, a causa del blocco del traffico per le auto diesel precedenti all’Euro 3, mi sono ritrovato a fare due conti sul tipo di mezzo che potrebbe fare al mio caso, sotto il profilo economico, per i soliti spostamenti.

Auto con motore a benzina

Il prezzo della benzina aumenta sempre di più e, quando cala, ce ne accorgiamo poco perchè l’Euro vale meno. Così spesso si è portati a pensare che la benzina sia un carburante sconveniente per il portafogli ma aspettate di leggere tutte le opzioni successive per una panoramica più completa. Le auto a benzina (con motore aspirato) percorrono in genere meno chilometri con un litro di carburante rispetto alle sorelle a gasolio. Anche la durata del motore in termini di “centinaia di migliaia di chilometri di vita utile” sembra essere inferiore a quella dei motori a gasolio. Nonostante ciò va sottolineato che, generalmente, l’auto a benzina ha un costo minore d’acquisto a parità di cilindrata ed anche gli interventi di manutenzione hanno costi minori. Potreste avere pertanto una spesa minore all’acquisto, un maggiore consumo di carburante per percorrere 100 km ed un minore costo per la manutenzione rispetto ad un motore diesel.

 Non avete infatti costosi impianti di alimentazione: pompe del gasolio da oltre 1000-2000 euro da sostituire, iniettori particolari, centraline specifiche installate sulle pompe del gasolio, ecc. Non avete inoltre costosi sistemi ausiliari per abbattere l’inquinamento (indipendentemente dal fatto che funzionino o meno, sulle auto a gasolio ci sono, si consumano, si rompono e costano). Non avete infine organi del motore e della trasmissione con dimensionamenti abbondanti per reggere le maggiori sollecitazioni (anche questi, in caso di rottura o consumo, costano di più).

Auto con motore a gasolio

Una vettura a gasolio garantisce una percorrenza, a parità di cilindrata, maggiore rispetto ad una vettura alimentata a benzina. Anche il costo del gasolio, seppur di poco, risulta inferiore al costo della benzina. Una volta la differenza era molto più evidente, poi tutti hanno comprato l’auto diesel e “tac”: aumenta la richiesta (domanda), aumentano le soluzioni offerte dai costruttori ed aumentano i problemi legati a difetti di progettazione e produzione. Con l’auto diesel avreste quindi una maggiore spesa all’acquisto, un minore consumo  e costo del carburante per percorrere 100 chilometri, un maggiore costo per la manutenzione (anche se a chilometraggi in genere molto elevati) rispetto ad un motore a benzina. Non vanno dimenticati, inoltre, i maggiori problemi legati alle restrizioni sulla circolazione in città a causa del maggiore inquinamento indotto da questa tipologia di motori.

Auto con motore a metano

Una vettura alimentata con motore a benzina/metano offre senza ombra di dubbio un risparmio. Ma un risparmio di che tipo? Il risparmio garantito dai motori a metano assomiglia ad un prestito preso in banca: inizialmente hai tutto il capitale e paghi una piccola rata, ma ci sono gli interessi da mettere in conto. Il motore a metano, in molti casi, è così. Traduco in termini tecnici assolutamente oggettivi e indipendenti da quelle che sono le mie opinioni personali. Il motore alimentato a metano è sottoposto a notevoli sollecitazioni termiche. Sebbene sia vero che smontando la testata di un motore alimentato a metano si trovino gli organi interni piuttosto puliti e privi di residui carboniosi, è opportuno tenere conto del fatto che il calore che si sviluppa durante la combustione è più elevato rispetto a quello che si sviluppa dalla combustione della benzina. E’ noto che i metalli “invecchiano” a causa del calore. Un maggior calore implica un maggior rischio di rottura della testata d’alluminio specie se questa presenta difetti di fonderia quasi impossibili da scoprire se non dopo la rottura. Ma non solo. Valvole e sedi valvole di una testata di un motore a metano sono soggette a sollecitazioni paragonabili solo a quelle di una potente auto da corsa il cui motore viene smontato e revisionato al termine di ogni gara. Le valvole e le sedi valvole, a causa del forte calore sviluppato durante la combustione, tendono a microsaldarsi tra loro e ad erodersi. Anche la guarnizione della testata risulta particolarmente sollecitata e soggetta a rotture. Rotture che portano al trafilaggio di acqua e olio in camera di combustione con un’ingente quantità di danni che ne derivano. Insomma, con un veicolo alimentato a metano avreste quindi una maggiore spesa all’acquisto, un minore consumo  e costo del carburante per percorrere 100 chilometri, un maggiore costo per l’assicurazione ed un maggiore costo per la manutenzione in caso di rotture (a chilometraggi variabili a seconda dello stile di guida del conducente) rispetto ad un motore a benzina. Anche in questo caso sta a voi fare i conti ed il bilancio su come, dove e cosa risparmiare o  spendere di più (prima o dopo…). Attualmente il prezzo del metano è di circa 0,900 Euro al chilogrammo e, alimentando un motore 1100cc da circa 50 cavalli, permmette una percorrenza di circa 20 km/kg. Con una spesa di 10 Euro è pertanto possibile percorrere circa 222 km con una piccola utilitaria.

Auto con motore a gpl

La rete di distribuzione del gpl è molto più vasta di quella del metano. Questo evita strani spostamenti per raggiungere una stazione di metano o peggio, l’impossibilità di muoversi in piena libertà per lunghissime percorrenze. Eccezion fatta per questo, i motori alimentati a gpl presentano problemi simili ma a quanto pare, in misura minore, rispetto a quelli alimentati a metano. Presso le officine di meccanica di precisione e rettifiche arrivano molti più motori danneggiati alimentati a metano rispetto ai motori alimentati a gpl. Questo però non deve essere preso come un dato definitivo in quanto è difficile fare una statistica vera e attendibile delle proporzioni. Per quanto riguarda la mia personale esperienza nell’ambito del motorismo ho visto una miriade di motori a metano che hanno subìto importanti danni per via del tipo di combustione e, molto più raramente, motori a gpl. Tuttavia questo dato non è attendibile in quanto si può ipotizzare che nella mia zona le vendite di veicoli alimentati a gpl siano state di gran lunga inferiori a quelle di veicoli alimentati a metano. Ciò che è oggettivo, invece, è l’obbligo di sostituire il serbatoio del gpl (ogni 10 anni) con una spesa che può arrivare sino a 2000,00 Euro. Di fatto questo intervento annulla gran parte del risparmio ottenuto sul carburante. Attualmente il prezzo del gpl è di 0,780 Euro al litro e, alimentando ad esempio un motore 2000cc da circa 140 cv, permette una percorrenza di circa 11 km/litro. Con una spesa di 10 Euro è pertanto possibile percorrere circa 141 km su una vettura di gamma media.

Auto con motore elettrico

Le auto con motore elettrico sono molto più semplici di quelle mosse da motori a combustione interna. Anche i motori elettrici hanno costi drasticamente minori rispetto ai motori a combustione interna. Inoltre la manutenzione è praticamente assente, fatta eccezione per cuscinetti, cavetteria, ecc. Quello che rende le auto elettriche così costose è la scarsa diffusione e l’elevato costo delle batterie. Un costo che non è solo di acquisto ma anche di smaltimento e riciclo (per quanto possibile) al termine della vita utile. Così, auto elettriche dalle prestazioni di tutto rispetto del calibro di Tesla Roadster o la Tesla Model S (oltre 400 chilometri con una ricarica che con il booster può essere ridotta a soli 40 minuti per ottenere l’80% dell’autonomia totale), hanno prezzi rispettivamente di circa 85.000 Euro e circa 47.000 Euro. Inutile dire che, anche se nel secondo caso la vettura costa circa la metà pur restando al top, il prezzo di acquisto risulta proibitivo per una normale famiglia, la manutenzione è pari a zero eccezion fatta per le normali gomme, freni, ecc. ed i costi per il carburante (in questo caso l’energia elettrica) sono decisamente bassi (soli 7 euro a pieno in caso di ricarica tramite rete elettrica di casa) specie se la ricaricate con un vostro personale pannello fotovoltaico che vi libera da tasse governative, accise, rincari carburante… Anche l’assicurazione, per il momento, trae beneficio dalla trazione elettrica ma, come sappiamo, i costi fanno sempre in tempo a salire e non hanno mai tempo di scendere. Il bollo, in alcune regioni, rimane gratuito a vita.

Auto con motore ibrido

In proporzione alla resa, le attuali auto ibride, hanno costi troppo elevati. Se ad esempio io spendessi 26.000 Euro per una nota ibrida nipponica, al fine di percorrere 20 km/litro, andrei in contro ad una spesa che non mi porta alcun vantaggio economico dato che con la mia normale auto turbodiesel percorro 17 km/litro e che, per arrivare a soli 3 km/litro in più dovrei spedere 26.000 Euro per avere una vettura di analoga stazza e comfort. Spendere meno è in alcuni possibile ma orientandosi su veicoli di minore stazza e sacrificando l’abitabilità (cosa non sembre possibile per motivi di lavoro/famiglia).

Auto con motore ibrido plug-in

Le nuove vetture ibride plug-in che stanno per essere immesse sul mercato (vedi ad es. la nuova Opel Ampera) costeranno oltre 42.000 Euro e l’autonomia in modalità elettrica sarà decisamente limitata. A questo punto allora perchè non acquistare, con una spesa molto simile, una Tesla Model S? La Tesla Model S vanta 480 chilometri di autonomia, un’accelerazione da 0 a 100 km/h in soli 5,6 secondi*, una linea da vera ammiraglia e la bellezza di 7 posti di cui 5 per adulti e 2 aggiuntivi per bambini. Inoltre il primo cambio di batterie, dopo 10 anni, è compreso nel prezzo di acquisto e, grazie alla comunicazione satellitare presente nell’abitacolo, potete avere assistenza tecnica “in diretta” per ogni eventuale problema.

*Le prestazioni sono comunque largamente limitabili e modificabili in tutta sicurezza grazie alla centralina elettronica ed al display posto nell’abitacolo in modo tale che i vostri figli possano guidare un’auto che abbia una velocità limitata a quella che impostate voi, una potenza ed una coppia limitata dalle vostre impostazioni ed un codice di sicurezza che impedisce manomissioni o tentativi di fare sciocchezze.

Moto da turismo

Le moto da turismo o quelle da enduro sorprendono per i bassi consumi. Con un’andatura tranquilla e acceleratore usato in maniera diligente si percorrono tranquillamente dai 20 ai 30 chilometri con un litro di benzina. Questo grazie al fatto che una moto pesa circa 10 volte meno di un’automobile e può disporre di un motore di cilindrata pari a circa la metà di una tranquilla utilitaria. Anche il costo di bollo e assicurazione (anche se è opportuno sottolineare che questo varia da regione a regione) risulta moderato rispetto ad un’automobile. Il vero problema è che si è esposti, in caso di incidente, a rischi molto maggiori di quelli a cui si va in contro stando seduti in un’automobile. Anche questo può essere valutato in termini economici. Resta inoltre il problema invernale ma, sospendendo l’assicurazione, si può risparmiare almeno nei mesi primaverili, estivi e autunnali, per poi riutilizzare maggiormente l’auto d’inverno.

Autobus

L’ho preso raramente in vita mia, per questa ragione non potevo immaginare quanto è arrivato a costare un biglietto a chilometraggio per gli autobus che percorrono i tratti extraurbani. Ad esempio per percorrere in due circa 20 km di extraurbano il costo dei biglietti è pari ad Euro 3,60. Tanto per darvi un’idea, e passare da un estremo all’altro, percorrere lo stesso tratto a bordo di un moto Aprilia RS 250 da corsa con motore due tempi e la spasmodica potenza specifica di 280 CV/litro costa circa Euro 2,00. A quanto pare vi è un dislivello incomprensibile. L’autobus dovrebbe essere il mezzo decisamente più economico tra i due.

Bicicletta

Più volte mi capita di prendere la bicicletta per uno spostamento di circa 15-20 chilometri (ovviamente nei mesi dell’anno che me lo consentono). Anche se molti potrebbero pensare ad un mezzo al quale non può corrispondere altro che la massima economicità, vi illustro il mio caso. Partenza dal paesino dove abito, percorso di 15-20 km per raggiungere la destinazione (a seconda della strada scelta), arrivo dopo 40 minuti circa. Spese sostenute per il veicolo: 0 Euro. Spese sostenute per l’affaticamento e quindi per il dispendio energetico del corpo: circa 5 Euro. Anziché la normale colazione da un paio di Euro, vi è un’aggiunta di un succo di frutta ed un paio di sandwich in più per circa 3 Euro.

Gambe e piedi

Molti hanno dimenticato di averli e, dalle mie parti, prendono l’auto anche per fare i soli 150 metri che intercorrono tra l’abitazione ed il centro del paese. Qualcuno però li creò… e non sarebbe poi così male usarli più spesso 🙂 Tuttavia anche l’animale più veloce del pianeta ha i suoi limiti e può superare i 100 km/h solo per poche centinaia di metri… questo per dire che, ovviamente, andare a piedi non è compatibile con i lunghi tragitti, gli orari da rispettare e lo sforzo fisico che ne deriverebbe per percorrere diversi chilometri tutti i giorni.

Il cavallo

Per assurdo voglio proporvi anche questo esempio. Credo che il cavallo non possa circolare liberamente per strada se non per brevi tratti. Ovviamente sarebbe anche pericoloso muoversi in città con un cavallo. Tuttavia si tratta probabilmente del mezzo (tra l’altro vivente) più naturale, economico ed allo stesso tempo scomodo che io conosca. 🙂 Un cavallo mangia il 2,5% del suo peso in foraggi vari al giorno. Tutto sommato, nel bilancio, molto economico dato che per 45 kg di foraggi (ovvero 100 libre), se non erro, si spendono circa 10 Euro (l’equivalente di due giorni di pasti). Peccato però che non sia proprio né possibile, né fattibile muoversi come nel vecchio west in quanto un mezzo di trasporto, ovviamente, deve confrontarsi con la civiltà in cui si trova. Nonostante tutto anche il veterinario, in questa assurda ipotesi, comporterebbe un costo spesso non trascurabile.

Conclusioni

Un’importante conclusione che è possibile trarre dagli esempi sopra esposti, è che il vero risparmio, molto spesso, non vi è oppure è molto limitato in proporzione ai sacrifici ed agli sforzi fatti. Quello che invece si può scegliere è “quando” spendere: risparmiare nel breve periodo per avere poi problemi di manutenzione*, oppure cercare di ammortare le cifre nel lungo periodo?

*Le cifre che si spendono per sostituire una pompa del gasolio partono dai 1500 Euro circa fino ad oltre 2500 Euro circa a seconda della tipologia di pompa di iniezione del gasolio (per fortuna le pompe del common rail hanno costi decisamente più contenuti grazie al grande successo ottenuto sul mercato). Anche per “rifare” una testata ad un motore alimentato a gas si possono spendere dai 1000-1500 Euro sino ad oltre 2000 Euro a seconda dell’entità del danno subìto dal motore. Le cifre sopra citate vanno tenute in conto nel vostro bilancio sulle spese sostenute ed il reale risparmio ottenuto.

Scegliete voi il mezzo che preferite ma siate consci del fatto che la mobilità, almeno per quanto riguarda la trazione terrestre, ha costi tutto sommato molto simili indipendentemente dalla vostra scelta e risulta assai difficile muoversi mediante una soluzione che consenta un risparmio realmente tangibile. Senza ombra di dubbio una guida diligente con uso moderato e sensato dell’acceleratore vi permetterà di aumentare la vostra autonomia ma, soprattutto, un utilizzo responsabile del vostro mezzo vi permetterà di ottenere un reale risparmio. Prendere l’auto per percorrere solo 150 metri come accade nella zona dove vivo è davvero un gesto scellerato.

Curiose soluzioni per la mobilità

Ognuno, a modo suo, trova curiose soluzioni per la mobilità : )

Il meccanico perfetto

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili
Titolo o argomento: Esiste il meccanico perfetto, o il migliore?

Sebbene dal titolo immagino che molti abbiano pensato ad un articolo sul “chi è” o sul “come si diventa” un meccanico perfetto, il mio intento è di spiegare come questa figura non esista. E come mai sia naturale e lecito che non esista.

Non può esistere un meccanico che sa tutto, che conosce tutte le auto (marche e modelli), che conosce i segreti di tutte le auto e la risoluzione di tutti i problemi. Questo perchè per una simile preparazione non basterebbe una vita, oltre ad un cervello in grado di apprendere rapidamente una enorme mole di dati, memorizzarli per tempi lunghissimi ed in grado di dare risposte veloci ad ogni input ricevuto dal veicolo o dal proprietario dello stesso.

Non può esistere un meccanico che sa tutto perchè c’è sempre da imparare cose nuove, ci sono sempre nuovi errori cui andare in contro per apprendere un nuovo segreto, una nuova tecnica, un nuovo metodo di risoluzione di un problema tecnico.

Non può esistere un meccanico che sa tutto perchè è molto difficile che capiti la possibilità di metter mano in modo capace su tutti i veicoli presenti sui listini dalla Abarth alla Volvo.

Inoltre non può esistere il meccanico migliore perchè prima o poi arriverà sempre qualcuno più bravo. Il concetto di migliore è decisamente relativo. In questo articolo con il termine “migliore” si vuole intendere più propriamente il concetto di “abile”.

Il meccanico migliore è quindi colui che opera in modo razionale, che sa usare la logica, che si informa costantemente ed è aggiornato. E’ colui che sa capire come funziona un componente o un insieme di componenti e, in caso contrario, sa dire “non lo so”. Si rende conto che c’è sempre molto da imparare e conosce mezzi validi per informarsi*. Sa insomma dove e come documentarsi al meglio. Il meccanico migliore è quindi colui che non usa la forza per smontare un pezzo (magari danneggiandolo), ma è colui che sa trovare una vite, una spina o un fermo nascosto da disinserire prima (tanto per fare un esempio). E’ colui che sa leggere un esploso, un libro, un manuale e, conoscendo la tecnica generale ed il funzionamento di tutti i dispositivi presenti a bordo di un’automobile odierna o datata, sa come ricavare il miglior metodo da applicare ad ogni singolo caso.

Potreste quindi capitare da un meccanico generico che non ha mai smontato la vostra auto, ma avendo preparazione e metodo, è in grado di offrire un ottimo servizio, così come potreste capitare dal meccanico dell’officina autorizzata del vostro marchio di auto il quale, con superficialità, potrebbe fare più danni che altro. Per i clienti questione di fortuna quindi? Forse.

*Ragione per cui tale lavoro non dovrebbe essere declassato dai giovani moderni (come invece accade secondo le statistiche attuali) dato che solo in pochi sanno realmente farlo.

 meccanico_preparato.jpg

Delle siepi impegnate in un eco-PitStop 😀

Lotus Active Valve Train (AVT): circuito idraulico e diagramma distribuzione

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa
Titolo o argomento: Circuito idraulico e diagramma distribuzione Lotus AVT (Active Valve Train)

Circuito idraulico. Nella prima immagine (in basso a sinistra) è possibile osservare come nel sistema di controllo attivo della distribuzione realizzato da Lotus (ormai in studio da diversi anni) l’olio ad alta pressione comandi sia l’apertura (schema a sinistra) che la chiusura (schema a destra) della valvola. Ovviamente la gestione del sistema idraulico è affidata alla centralina elettronica. Gli attuatori, molto compatti, funzionano con una pressione di 200 bar.

Modulabilità. Nella seconda immagine (in basso a destra) è rappresentato un diagramma sul quale è possibile osservare quale sarebbe il profilo dell’alzata con un albero a camme tradizionale (curva viola) e come invece possa essere modificato con il sistema AVT della Lotus (la curva verde mostra una apertura più veloce rispetto alla curva arancione).

Peculiarità del dispositivo. La distribuzione attiva Lotus (AVT) elimina la necessità di cambiare una moltitudine di componenti del motore qualora si decida di variare la fasatura delle valvole, l’alzata delle valvole, la durata della fase di aspirazione e scarico, i punti della fase nei quali si ha la massima alzata sia dell’aspirazione che dello scarico, la durata dell’incrocio delle valvole, l’angolo tra i punti di massima alzata di aspirazione e scarico (angolo di calettamento). Questo accelera notevolmente i tempi di sviluppo del motore stesso e riduce i costi del lavoro e della produzione. Basti pensare al fatto che, per verificare differenti comportamenti del motore, non è necessario sostituire e progettare nuovi alberi a camme, non è necessario smontare/montare la testata, non è necessario rimettere in fase la distribuzione, non è necessario cambiare tipologie di molle e punterie, non è necessario controllare la cinghia di distribuzione… AVT è pertanto un sistema che offre la possibilità di effettuare una ricerca piuttosto flessibile.

Altro fattore da non trascurare è che AVT ha la capacità di controllare indipendentemente ogni valvola con variazioni ad ogni ciclo. Questo è fondamentale se consideriamo che la situazione reale, all’interno di un motore, varia continuamente rispetto alle condizioni “standard” considerate in fase di progetto. Inoltre, persino le condizioni tra un cilindro e l’altro possono essere differenti e rese, tramite opportune correzioni, più omogenee.

AVT è uno strumento che può essere adattato ad una grande varietà di motori a fini della ricerca e dello sviluppo. La Lotus conduce una moltitudine di prove tecniche specialmente su appositi motori monocilindrici nei quali possono essere controllati cicli a due e quattro tempi e, in fase di ricerca spinta, anche cicli a 6 ed 8 tempi. Lotus Active Valve Train controlla l’apertura e la sincronizzazione delle valvole mantenendo le accelerazioni di apertura e chiusura delle tradizionali valvole. L’utente può persino selezionare e memorizzare nella centralina elettronica di AVT fino a 128 profili di apertura/chiusura delle valvole a scelta tra diverse migliaia di profili presenti nell’archivio Lotus.

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Lotus Active Valve Train (AVT) – La distribuzione senza alberi a camme by Lotus
Lotus Active Valve Train (AVT) – Circuilto idraulico e diagramma distribuzione
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circuito idraulico Lotus AVT - Active Valve Train  diagramma distribuzione Lotus AVT - Active Valve Train

La distribuzione senza alberi a camme: Lotus AVT (Active Valve Train)

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa
Titolo o argomento: Lotus AVT (Active Valve Train)

Negli ultimi anni Lotus ha ideato (e con il tempo affinato) un sistema di distribuzione privo di alberi a camme, bicchierini, molle… Si tratta di un dispositivo che adotta degli attuatori comandati idraulicamente e delle valvole elettroidrauliche proporzionali al posto della tradizionale distribuzione con valvole comandate da alberi a camme e da molle. Questo significa che, grazie ad un circuito dell’olio ad alta pressione ed uno a bassa pressione, è possibile far aprire e, invertendo i circuiti, chiudere la valvola idraulicamente con l’alzata desiderata, la velocità desiderata e con i tempi desiderati. Oltre ad un gran risparmio in termini di componenti meccaniche presenti sul motore (con conseguente riduzione dei costi di produzione), si gode di un gran vantaggio in termini di flessibilità: minori tempi di sviluppo e possibilità di modifiche decisamente elevate (ottimale quando si fa ricerca sulle prestazioni ottenibili da diverse tipologie di motori).

Il sistema si chiama Lotus Active Valve Train (AVT) e viene messo a disposizione, di chi desidera sperimentarlo, a costi tutto sommato contenuti. Si parla infatti di soli 1245,00 Dollari per il pacchetto di componenti destinate ad un semplice motore di prova da laboratorio.

Un attuatore idraulico a doppio effetto viene fissato alla testa del cilindro in posizione coassiale con la valvola del motore. Il pistoncino di ogni attuatore idraulico è direttamente collegato alla valvola del motore. Un trasduttore è collegato alla parte superiore del pistoncino e consente di monitorare accuratamente la posizione della valvola.

La distribuzione AVT utilizza un controller PID (Proportional Integral Derivative) per rilevare e correggere in automatico, e ad ogni ciclo, lo spostamento effettivo di ogni valvola con il valore di spostamento desiderato. Il funzionamento del sistema è costantemente monitorato per individuare eventuali malfunzionamenti quali ad esempio: perdita pressione olio, perdita segnale posizione albero motore, perdita segnale posizione valvole, o ancora per evitare il contatto tra pistoni e valvole o tra le valvole stesse.

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Lotus Active Valve Train (AVT)

Lotus Active Valve Train (AVT) è un sistema reso disponibile da Lotus
a chi desidera effettuare ricerche in campo motoristico.

Che cos’è un freno rigenerativo?

Rubrica: Che cos’è?

Titolo o argomento: Il freno rigenerativo

Il freno rigenerativo è un dispositivo in grado di recuperare energia utile quando si frena un veicolo (auto elettriche, auto ibride, autobus, tram, metropolitane, treni, di recente anche scooter e moto elettriche nonché e-bike e persino F1). E’ noto che, durante la frenata, una quantità non indifferente di energia posseduta dal veicolo viene persa sotto forma di attrito generato dal contatto delle pasticche con i dischi e quindi trasformata in calore.

Sulle “normali” autovetture tale energia è in parte recuperabile ponendo sulla trasmissione un generatore elettrodinamico. Questo consente di non utilizzare costantemente l’alternatore per l’alimentazione delle funzioni di comfort e sicurezza ottenendo così un risparmio di carburante pari a circa il 3%. L’alternatore, che è trascinato dal motore tramite una cinghia trapezoidale, può essere quindi disinserito in fase di accelerazione non gravando sul motore stesso.

Sulle vetture “elettriche” e su quelle “ibride” invece i motori elettrici di trazione vengono riutilizzati in frenatura come generatori elettrici in quella che viene definita frenatura elettrodinamica. Qui il compito della rigenerazione non è quello di alleggerire il carico del motore, bensì quello di ricaricare le batterie destinate all’alimentazione del veicolo in modalità elettrica.

Il freno rigenerativo, oltre ad aiutare notevolmente il rallentamento del veicolo, permette di convertire l’energia cinetica del veicolo in energia elettrica disponibile per le batterie anziché in attrito e quindi in calore inutilmente perso nell’aria. Ciò si traduce anche in un gran risparmio di elementi quali pasticche e dischi dei freni e in una conseguente minore immissione nell’aria di polveri finissime molto fastidiose sia per la salute dell’uomo sia per la pulizia e l’ordine del mezzo.

D’altra parte però il continuo alternarsi delle fasi di trazione (l’energia elettrica viene trasformata in energia meccanica) e rigenerazione (l’energia meccanica viene trasformata in energia elettrica per uso inverso del motore elettrico) provoca forti surriscaldamenti del motore elettrico il quale è spesso provvisto di un circuito di raffreddamento a liquido.

Inoltre la capacità di frenare il veicolo viene interrotta alle basse velocità ragione per cui, il freno rigenerativo, non può essere considerato un sostituto ma un assistente del tradizionale impianto frenante. A velocità ridotte il rotore (presente all’interno del motore elettrico) ha una velocità angolare insufficiente per generare il potenziale necessario ad ottenere un corretto effetto frenante. L’efficienza del generatore si riduce notevolmente con la riduzione della velocità angolare del rotore. Ne deriva un drastico calo della forza frenante. Per il completo arresto del veicolo risulta quindi necessario anche un impianto frenante tradizionale che sfrutta l’attrito.

E’ importante tener presente che, ogni qualvolta acceleriamo, consumiamo ingenti quantità di carburante che letteralmente gettiamo “al vento” ad ogni successiva frenata (specie in città). Anche un guidatore modello che in città evita inutili rapide accelerazioni, e frequenti frenate, non può evitare simili sprechi senza una tecnologia dedicata.

Motori elettrici di trazione e sistema di freno rigenerativo

In figura una soluzione molto interessante della ZF destinata agli autobus ibridi. Nel dettaglio sono visibili i motori elettrici di trazione i quali, all’occorrenza, fungono anche da generatori per la ricarica delle batterie offrendo un utilissimo effetto frenante.