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giovedì, 18 Aprile 2024
  • Turbo si nasce

    Se il motore a gasolio sta letteralmente schiacciando il benzina, ci sono vetture che dovrebbero essere considerate solo secondo quest’ultimo tipo di alimentazione. È il caso della Saab 9.3 Sport Sedan 2.0 Turbo Aero da 210Cv. L’eccellenza in termini di prestazioni di questo propulsore, unita alla sua leggendaria affidabilità, possono anche far dimenticare i maggiori consumi di carburante rispetto al 2.2 Tdi da 125Cv e al tanto atteso 1.9 Multijet da 140.
    Grande divoratore di chilometri, il due litri sovralimentato, concepito negli stabilimenti di Sodertalje in Svezia e realizzato completamente in alluminio, pesa circa 15kg in meno del precedente. Più silenzioso, compatto e meglio posizionato nel cofano motore, questo due litri garantisce minori consumi, inferiori emissioni di gas di scarico e minori frizioni fra i componenti meccanici. Il blocco motore è perfettamente “quadrato”, con un alesaggio/corsa di 86mm, quattro valvole per cilindro, alberi a camme con trasmissione a catena senza bisogno di manutenzione, alberi di equilibratura controrotanti, volano a doppia massa e radiatore dell’olio integrato.
    Le principali componenti interne sono state appositamente pensate per l’applicazione della sovralimentazione: albero a gomiti a cinque supporti in acciaio fucinato, bielle, pistoni e spinotti rinforzati, spruzzatori refrigeratori dell’olio del pistone e alberi a camme di nuovo profilo. La testina del cilindro è realizzata tramite un getto in lega ottimizzato anch’esso per l’adozione di turbocompressore, con fori di immissione completamente rivisitati e valvole di scarico raffreddate al sodio. L’inserimento del turbocompressore dietro al motore, montato trasversalmente, permette un riscaldamento ancora più rapido del catalizzatore di scarico anteriore, assicurando minor consumo di carburante ed emissioni inferiori nelle partenze a freddo. Mentre per i due litri da 150 e 175Cv è stato utilizzato un turbocompressore Garret Gt20 rispettivamente da 0,5 e 0,7bar di pressione, per la Aero da 210Cv è stato adottato il Mitsubishi Td04 da 0,85bar di maggiori dimensioni. Comuni a tutte e tre le unità propulsive sono gli elevati valori di coppia che vengono generati fin dai regimi inferiori: il 90% della coppia massima è già disponibile a partire da 2.000 giri/min. In particolare, la 1.8t da 150Cv espressi a 5.500 giri fa registrare una coppia massima di 240Nm a 2.500 giri, quella da 175Cv sempre a 5.500 giri esprime la coppia massima di 265Nm a 2.500 giri e la Aero da 210Cv a 5.300 giri sfodera 300Nm, sempre a 2.500 giri.
    Il sistema di gestione motore è affidato alla centralina Saab Trionic 8, pensata specificatamente per i propulsori sovralimentati. Grazie allo sviluppo di tale componente, questa centralina presenta un dispositivo di controllo dell’accensione e della temperatura del motore, oltre ad altri dispositivi miranti a migliorare la gestione della coppia e la risposta in accelerazione. Durante la fase di accelerazione, ad esempio, Trionic rileva se vi è sufficiente tenuta disponibile rispetto alla velocità e modifica di conseguenza i valori della forza motrice, eliminando del tutto quei fastidiosi strappi che si presentano quando si rilascia velocemente o si preme con forza sull’acceleratore. Infine, questo sistema effettua un monitoraggio del tasso di ionizzazione sulle candele al fine di controllare singolarmente, ed eventualmente regolare, il processo di combustione di ciascun cilindro. Per quanto riguarda invece la minimizzazione dei rumori a bassa frequenza e delle vibrazioni, i tecnici svedesi hanno adottato la tecnica “a pendolo” per il montaggio dei propulsori: questi sono sospesi su due supporti, di cui uno idraulico. Due aste parallele di piccole dimensioni sono state montate in basso sul retro del motore, tra il fondo del blocco e il retro del sottotelaio anteriore: riempite di gas, agiscono da veri e propri miniammortizzatori, consentendo un movimento laterale di 20mm (4,5°) in entrata o in uscita.

    Il cambio
    Se nello stabilimento Saab di Gothemburg viene prodotto il cambio manuale a sei marce in grado di gestire valori di coppia fino a 400Nm, caratterizzato da collegamenti a cavi in luogo di quelli ad aste, è in Giappone che viene costruito dal gruppo Aisin Aw l’automatico a cinque rapporti. Il cambio automatico FA57 dotato di funzione Lock-Up è montato trasversalmente nel vano motore. L’inserimento delle varie posizioni del cambio, P-R-N-D-M, avviene con l’ausilio della leva selettrice montata sulla mensola del pavimento tra i sedili anteriori. Esso è costituito principalmente da 4 gruppi di riduttori planetari, frizioni a disco, freni e convertitore di coppia con funzione Lock-Up, che può essere inserita o disinserita a seconda delle condizioni di guida.
    Dotato di impianto di comando idraulico e di sistema di comando elettronico, il primo è controllato da una centralina elettronica (Tcm), che elabora continuamente le informazioni provenienti da propri sensori e dalle altre centraline elettroniche. La Tcm è adattativa, cioè registra e compensa la normale usura interna del cambio, permettendo passaggi di marcia morbidi anche quando il gruppo è usurato. L’FA57 presenta infatti una notevole qualità della cambiata e minori sollecitazioni meccaniche sull’intero impianto di trasmissione grazie a una riduzione della coppia. Permette di risparmiare carburante grazie a un programma di guida ottimizzato e di poter scegliere manualmente la marcia portando la leva selettrice in posizione M (Manual) + oppure M – (passaggio a una marcia più bassa). Dotata di autodiagnosi e memorizzazione di codici di difetto, la Tcm invia e riceve informazioni dalle altre centraline elettroniche della vettura mediante comunicazione in bus. A seconda della posizione del pedale dell’acceleratore e del regime dell’albero d’uscita, la Tcm determina la velocità del carico a cui effettuare i passaggi di marcia e attiva quindi le valvole elettromagnetiche dell’impianto di comando idraulico in modo da bloccare o sbloccare le frizioni e i freni. La combinazione di frizioni e freni bloccati o sbloccati permette di ottenere il rapporto di trasmissione desiderato.
    L’impianto integra poi funzioni di protezione come Dps, proteggendo il differenziale, speciali programmi di temperatura che evitano il surriscaldamento e il blocco automatico della retromarcia a velocità superiori a 7km/h in marcia avanti. Se si rileva un difetto grave, si attiva la funzione Limp-home: l’auto può procedere, ma le funzioni del cambio sono sensibilmente limitate, cioè si prosegue soltanto in quinta, seconda e retromarcia. Per quel che riguarda i programmi di marcia speciali, questi vengono selezionati automaticamente in base al carico del motore. I passaggi di marcia avvengono a un regime più elevato e le marce restano innestate più a lungo, se la centralina elettronica non rileva una diminuzione del carico. Tali programmi sono stati studiati per prevenire inutili passaggi di marcia, ad esempio quando si procede su lunghe salite, magari con rimorchio al seguito. In considerazione della minore potenza del motore, guidando ad altitudini elevate, viene utilizzato un programma speciale che permette al motore di funzionare a un regime superiore al normale prima del passaggio alla marcia superiore. Anche a motore freddo è utilizzato un programma speciale, che fa sì che il motore si riscaldi più rapidamente e si riducano le emissioni di gas di scarico.

    Sistemi elettronici
    Tutte le principali funzioni meccaniche ed elettriche della 9.3 sono controllate da una rete avanzata di segnali digitali. L’applicazione di tecnologia a fibra ottica garantisce una capacità di trasmissione dei segnali 50 volte superiore ai convenzionali collegamenti con cavi. Offre inoltre una sicura piattaforma per l’uso delle più recenti innovazioni in campo telematico, permettendo di installare sempre nuove funzionalità. L’intera rete elettrica ed elettronica utilizza la trasmissione databus per collegare i gruppi dei sottoimpianti elettrici e trasmettere i segnali da tutti i sensori montati sulla vettura. In questo modo, un Canbus (Controller Area Network) utilizza solo uno o due cavi con microprocessori, transistor e Led (Light Emitted Diodes), in sostituzione di una complessa rete di cavi e di tutti i relé a esso collegati. Inoltre, la rete Canbus offre grandi benefici in termini di peso, affidabilità e capacità di trasmissione dati. Un gruppo di sensori rappresenta il sistema di “terminazioni nervose” della 9.3. I dati forniti vengono trasmessi sottoforma di segnali digitali lungo tre “autostrade” d’informazione, per poi raggiungere uno dei 44 microprocessori, dove verranno analizzati e trasformati in azione. Se tutte le funzionalità della vettura dovessero essere garantite mediante l’impiego di un sistema di cavi, questo peserebbe e misurerebbe circa il doppio dell’attuale sistema (40kg e circa 1.600m). Un bus a bassa velocità con una capacità di 33kbit al secondo collega tutte le funzioni della macchina: l’interruttore d’accensione, il blocco del piantone guida, gli airbag, il pannello comandi, l’illuminazione dell’abitacolo, le portiere, gli specchietti retrovisori, i vetri, l’allarme antifurto, la posizione del cambio, il tetto apribile, i sedili elettronici e l’assistenza al parcheggio. Il dispositivo di controllo del motore, il sistema di gestione della motorizzazione Trionic 8, l’Abs, il Tcs, l’Esp e tutte le funzioni relative sono collegate tramite un cavo doppio, un bus alta velocità, con una capacità di trasmissione 15 volte superiore a 500kbit al secondo. La terza connessione utilizza fibre ottiche per una capacità massima di 25Mbit al secondo e viene utilizzata da tutte e tre le opzioni audio sistema, dal telefono Gsm integrato a comando vocale e dal sistema di navigazione Gps con lettore Dvd.

    La struttura
    La struttura della carrozzeria della 9.3 si dimostra particolarmente robusta grazie all’impiego di acciai di alta qualità, di saldature laser, di galvanizzazione di tutte le componenti esterne e di specifiche e avanzate tecniche di giunzione. I crash box anteriori minimizzano poi i danni alla scocca in caso di urti a velocità inferiori ai 15km/h. La scelta di eliminare il portellone posteriore (la quinta porta) è stata dettata anch’essa dall’esigenza di irrobustire l’intero corpo vettura. Con un grado di deviazione pari a 22.000Nm, il valore di irrigidimento della Sport Sedan si è più che raddoppiato rispetto al modello precedente. Dei rinforzi esclusivi sono stati collocati sopra le ruote posteriori, nonostante parte della robustezza vada persa a causa del sedile posteriore sdoppiato e ribaltabile.
    Particolare cura nel realizzare la carrozzeria monoscocca con traverse e stampaggi a pressa è stata utilizzata nel design delle linee di giunzione. Un acciaio a elevata resistenza risulta, infatti, inutile se la tecnica adottata per unire tra loro le diverse sezioni non è perlomeno altrettanto resistente. L’assenza di giunzioni negli angoli della gabbia di sicurezza causa l’elevato stress di lavoro di tali punti e le particolari giunzioni tra le traverse saldate con una sovrapposizione di almeno 20mm sulle sezioni diritte sono la conferma del particolare lavoro realizzato sulla 9.3. Per essere sicuri che a una resistenza maggiore non corrisponda un sovraccarico, gli ingegneri Saab hanno fatto un grande uso della più recente tecnologia scegliendo gli “sbozzati dedicati” per le grandi componenti strutturali. Un esempio sono i due principali elementi portanti che vanno dalla parte anteriore dell’auto fino alla paratia posteriore, realizzati con stampaggi di acciaio a elevata resistenza. Lo spessore diverso, in base alle richieste di carico specifiche dei diversi punti della struttura dell’auto, risponde alle esigenze di resistenza o peso soltanto laddove necessario. I paraurti sono progettati per assorbire l’energia d’impatto fino a 8km/h, minimizzando così i danni e riducendo l’eventuale ricorso a riparazioni. In caso di lieve incidente, il rivestimento dei paraurti è di semplice e veloce sostituzione. Saab è stata la prima a introdurre i crash box dietro il paraurti anteriore della 900 seconda generazione (1993). Nella Sport Sedan questa soluzione è stata ulteriormente perfezionata: il design degli attuali crash box ha forma esagonale con profilo conico e sezioni “a concertina”, i crash box sono imbullonati alla traversa anteriore e non saldati, per facilitarne l’eventuale sostituzione. Il cofano è realizzato in alluminio, dimostrandosi più robusto, leggero e resistente alle ammaccature, ma anche più rigido in caso di impatto contro un pedone. Le portiere sono montate su inserto, come parte dello stampaggio unilaterale della scocca; in particolare, l’estremità inferiore del vano portiera si sovrappone e si incastra con i longheroni laterali rafforzati, permettendo alle porte di scaricare le elevate energie d’impatto sulle zone più resistenti della scocca.
    E, a proposito di resistenza, la 9.3 è dotata di una gabbia di sicurezza in acciaio ad alta resistenza, con la maggior parte dei profilati completamente chiusi, e giunti progettati per impedire le deformazioni in caso di collisioni gravi. Le zone anteriore e posteriore sono costituite da elementi d’acciaio modellati per assorbire e deviare l’energia d’urto. Tre distinti percorsi di carico su ciascun lato della struttura frontale scaricano le forze d’impatto attraverso il sottotelaio frontale lungo le componenti longitudinali fino alla parte superiore. Essi sono collegati trasversalmente tramite traverse, delle quali la più importante è quella paraurti, realizzata con acciaio in lega al boro, con un carico di snervamento elevato pari a 900 Newton per millimetro quadrato. Per la protezione dagli impatti laterali i tecnici Saab hanno previsto che il montante, i longheroni laterali e le traverse delle porte si comportino come una singola struttura integrata, deformandosi in modo prevedibile e controllato. In particolare, il montante è incernierato sul tetto della gabbia di sicurezza e ha sezione superiore e mediana talmente rinforzate che, in caso d’impatto, è progettato per ripiegarsi verso l’interno, deviando in tal modo le forze laterali verso il basso in direzione della scocca. Altri due elementi longitudinali sul retro della vettura sono progettati per piegarsi e deformarsi verso il basso, disperdendo così l’energia d’urto e favorendo il posizionamento della ruota di scorta, montata orizzontalmente nel portabagagli, in assetto verticale per un ulteriore protezione dei passeggeri posteriori. Il serbatoio, infine, è montato in basso di fronte all’asse posteriore, il più lontano possibile da qualsiasi punto d’impatto.

    Il sistema Re-axs
    Grazie alle sospensioni posteriori indipendenti quadri-link, la Sport Sedan adotta un sistema di ruote posteriori autosterzanti a dinamica passiva (Saab Re-axs) che regola le boccole delle sospensioni interne ed esterne. Praticamente, in curva, la cinetica dell’asse posteriore provoca una leggerissima deviazione delle ruote al retrotreno nella direzione opposta a quella della sterzata, cioè si ha una divergenza per la ruota esterna e una convergenza per quella interna. A seconda del raggio della curva e del carico sull’asse posteriore, un movimento di un grado sulle ruote anteriori provoca una piccola ma significativa risposta di circa un centesimo di grado sulle posteriori: in questo modo si limita un eccessivo sottosterzo quando si è costretti ad aumentare l’angolo di incidenza dei pneumatici anteriori.
    In poche parole, si riduce l’effetto di deriva, aiutando ancor più il retrotreno a seguire la direzione impostata all’avantreno.
    Avantreno che conta su sospensioni che utilizzano lo schema Mc Pherson con supporti superiori disaccoppiati che separano i punti di attacco delle molle e degli ammortizzatori.
    I bracci inferiori sono montati su un sottotelaio ausiliario idroformato (cavo), compresa una boccola idraulica sull’estremità posteriore dei supporti su ciascun lato per la massima resa ammortizzante.
    Lo sterzo (a cremagliera) è poi veramente potente: privo di assistenza quando il volante è dritto, per la massima sincerità di risposta, opportunamente servoassistito e preciso, ma non molto diretto in azione. La sua pompa idraulica è comandata da albero a camme e la cremagliera è montata in basso sul retro del sotto-quadro anteriore.
    Il tempo di risposta all’accelerazione laterale (la velocità alla quale avviene la risposta del telaio a una sollecitazione dello sterzo) risulta veramente contenuta. Il retrotreno, come accennato, conta su sospensioni indipendenti anch’esse montate su un sottotelaio incorporanti tre bracci trasversali e uno longitudinale (per un beccheggio più dolce). Come per l’anteriore, le boccole sono rigide per le forze laterali (neutralizzandole) e morbide verso quelle longitudinali (ottimizzando maneggevolezza e rumorosità). Ma la vera novità sta nelle boccole di scorrimento sui supporti superiori degli ammortizzatori, che disperdono le vibrazioni assorbendo piccoli movimenti verticali prima che gli stessi siano trasmessi direttamente sui supporti e sulla struttura della 9.3. Per minimizzare, infine, le masse non sospese, i mozzi, le pinze dei freni, i bracci inferiori delle sospensioni anteriori, i bracci di convergenza e i bracci inferiori delle sospensioni posteriori sono in alluminio, mentre le barre antirollio e le bielle degli ammortizzatori sono in acciaio a sezione concava.

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