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Ammortizzatori ( shock absorbers )
Hanno
il compito di smorzare rapidamente le oscillazioni che la carrozzeria* subirebbe
se fosse sospesa alle sole molle, migliorando il confort, e di evitare la
perdita di contatto fra pneumatici* e terreno che potrebbe compromettere
la tenuta di strada e la stabilità, ingenerare aquaplaning e allungare gli
spazi di arresto, oltre che indurre consumo anomalo dei pneumatici. Per
adattare lo smorzamento alle varie condizioni di marcia si stanno diffondendo,
sulle vetture di prestigio, ammortizzatori a controllo elettronico* la cui
regolazione varia tramite elettrovalvole gestite da una centralina*. Nel
suo schema più comune, l’ammortizzatore è costituito da un cilindro riempito
d’olio, nel cui interno scorre un pistone collegato a uno stelo. Quando
il pistone si muove spinto dallo stelo l’olio deve passare da un parte all’altra
del pistone forzando delle valvole che sono sul pistone stesso e ottenendo
così l’effetto smorzante. E’ evidente che il movimento del pistone sposta
più volume nella camera inferiore che in quella superiore perché c’è anche
il volume dello stelo che entra o esce dalla camera. Allora o si lascia
dell’aria, che crea inconvenienti nella regolarità del funzionamento, oppure
si ricorre agli ammortizzatori oggi comunemente in uso, detti “a gas”, monotubo
o bitubo (i bitubo, detti anche telescopici, sono indispensabili per la
sospensione Mac Pherson*). In questi ammortizzatori (i bitubo, che sono
di gran lunga i più comuni) il cilindro interno è completamente riempito
d’olio, sia sopra che sotto il pistone, mentre all’esterno c’è un secondo
tubo con olio ed aria. Durante la fase di estensione si richiama olio nella
camera inferiore: questo arriva sia dalla camera superiore (ma non in quantità
sufficiente) attraverso le valvole nel pistone, sia dal tubo esterno attraverso
valvole piazzate sul fondo che separa i due cilindri. Durante la fase di
compressione l’olio dalla camera inferiore va in parte in quella superiore
e, per la parte che avanza, nel tubo esterno. Per sistemi non Mac Pherson,
dove perciò lo stelo del pistone può essere sottile, si usano anche ammortizzatori
monotubo: un solo tubo, un pistone nell’olio con valvole differenziate per
compressione e dilatazione e una zona in fondo al cilindro con gas inerte
ad alta pressione separata dall’olio tramite diaframma mobile (“monotubo
a gas”). Compressione ed espansione del gas compensano le differenze di
volume dovute alla presenza dello stelo. Ammortizzatori “scarichi” generano
perdite di comportamento della vettura (tenuta e stabilità), allungamento
degli spazi d’arresto, facilitano l’aquaplaning, rendono meno efficace l’illuminazione
notturna o abbagliano le vetture in senso opposto e aumentano i consumi
delle parti pneumatiche e meccaniche del veicolo.
Ammortizzatori a controllo elettronico
Modificano
il loro effetto di smorzamento in base agli impulsi provenienti da una centralina
elettronica* che analizza i segnali raccolti da appositi sensori* sull’entità
della sterzata, della frenata, dell’accelerazione e degli scuotimenti della
carrozzeria*. La diffusione degli ammortizzatori a controllo elettronico
(impropriamente definiti «sospensioni intelligenti») è conseguente al fatto
che la scelta di molle e ammortizzatori* tradizionali è frutto di un compromesso
fra le esigenze di confort e di tenuta di strada. Di solito si abbinano
smorzatori rigidi a molle abbastanza morbide. In questo modo vengono limitate
le oscillazioni della carrozzeria su fondi ondulati (sollecitazioni a bassa
frequenza) e le ruote rimangono aderenti al terreno anche su strade con
irregolarità di elevata frequenza (cubetti di porfido o lastricato). Per
avere il miglior contatto delle ruote con il terreno e per ridurre le oscillazioni
della carrozzeria senza penalizzare inutilmente il confort quando non sono
richieste elevate caratteristiche di marcia (per esempio su fondi in ottime
condizioni) si deve però ricorrere ad ammortizzatori a controllo elettronico,
che hanno caratteristiche variabili. I più semplici prevedono due regolazioni,
morbida o rigida, altri hanno 3 o 4 livelli di smorzamento, altri ancora
possono essere regolati con continuità da un valore minimo a uno massimo
e addirittura con valori di smorzamento diversi ruota per ruota. La regolazione
viene effettuata variando l’area di passaggio dell’olio nell’ammortizzatore
tramite elettrovalvole gestite dalla centralina. Sono allo studio (Bayer)
anche ammortizzatori con liquidi “elettroreologici” capaci di variare la
propria densità in funzione della tensione elettrica cui sono sottoposti.
In questo modo la sospensione attiva è regolata da un apparato elettrico;
vedi anche ADS, con oli “magnetoreattivi”.
Analogico ( analog )
Tipo
d’indicatore, dotato di un quadrante e di una lancetta, che visualizza in
modo continuo e progressivo le variazioni delle grandezze misurate (temperatura,
velocità, regime di rotazione ecc.). In alternativa agli strumenti di tipo“digitale*”,
che espongono numeri.
ANCS (Active Noise Control System)
Sistema
basato sulla possibilità di far interferire un suono indesiderato (rumore)
con un altro che lo cancelli. Naturalmente occorrono degli altoparlanti
che emettano il suono cancellatore e un controllo elettronico in continuo
capace di reagire in millisecondi. Messo in produzione da Nissan nel 1992,
con la collaborazione di Hitachi, riesce ad abbassare di circa 10 dB il
rumore del motore in accelerazione per frequenze fini a 250 Hz.
Angoli caratteristici dei fuoristrada (di attacco, di uscita di dosso)
- Twist
Per
la marcia in fuoristrada sono importanti i seguenti angolo caratteristici:
angolo di attacco = angolo massimo anteriore affrontabile da un fuoristrada
senza toccare con la carrozzeria; è in pratica la rampa con la massima pendenza
affrontabile partendo da un piano orizzontale; angolo di uscita = stessa
cosa in retromarcia o in uscita da un rampa di discesa; angolo di dosso
= supposto un dosso triangolare isoscele, è il suo angolo alla base massimo
superabile senza “toccare sotto”. Twist (torsione) = escursione massima
raggiungibile tra ruote diagonali senza che una terza ruota si sollevi.
Angolo di combustione
E’
la misura in gradi della rotazione del motore durante la fase di combustione.
Nel motore AS* questo valore è piuttosto costante al variare del numero
di giri. La ragione di ciò dipende dal fatto che la velocità di propagazione
del fronte di fiamma è proporzionale alle turbolenze (vedi swirl) e queste
sono proporzionali al regime di rotazione. La conseguenza è che il motore
AS può salire di giri enormemente (oggi siamo oltre i 15.000 giri/min).
La scintilla scocca poco prima del raggiungimento del punto morto superiore
(PMS), la pressione aumenta raggiungendo il suo massimo attorno ai 20° dopo
il PMS, e la combustione cessa attorno ai 65-75° dopo il PMS. All’apertura
della valvola di scarico la pressione è attorno ai 3-5 bar. Il motore AC*,
invece, lega la sua possibilità di salire di giri alla finezza della polverizzazione
del combustibile, che è la sola maniera per accelerare la combustione.
Angolo di deriva
E’
quello che si forma fra la direzione in cui sono orientate le ruote e la
traiettoria effettiva percorsa dal veicolo. Determinato dalla forza centrifuga
(in curva), dal vento laterale e dall’inclinazione del fondo stradale, o
da difetti nella geometria della sospensioni o delle gomme, genera forze
trasversali sui pneumatici*, che per questo si deformano nella zona di contatto
con il terreno. Il valore della deriva aumenta col diminuire del carico
sulla ruota e col diminuire della pressione di gonfiaggio. I pneumatici
ribassati* hanno derive inferiori rispetto a quelli normali, detti «serie
80». I differenti angoli di deriva che si generano in curva fra i pneumatici
anteriori e posteriori determinano effetti sotto o sovrasterzanti*.
Angolo di incrocio delle valvole (valve overlap)
Intervallo
di rotazione dell’albero motore*, misurato in gradi, durante il quale rimangono
aperte simultaneamente le valvole* di aspirazione e di scarico. Ciò avviene
quando il pistone* si trova al punto morto superiore, all’inizio della fase
di aspirazione e alla fine della fase di scarico; è provocato dal ritardo
di chiusura dello scarico e dall’anticipo di apertura dell’aspirazione.
L’ampiezza dell’angolo d’incrocio è molto varia, in genere tra i 10° e i
60° (120° nei motori da competizione), e dipende sia dalle caratteristiche
geometriche e costruttive del motore sia dalle prestazioni: ha comunque
lo scopo di utilizzare al meglio l’effetto estrattore dell’onda di scarico.
Più il motore è spinto tanto maggiore è l’angolo d’incrocio, tuttavia a
partire dagli anni Settanta si è preferito ridurre il suo valore, in particolare
il ritardo di chiusura delle valvole di scarico, allo scopo di limitare
la fuoriuscita di benzina incombusta e, di conseguenza, le emissioni inquinanti
e il consumo. Da qualche tempo, sui propulsori più raffinati sono montati
variatori di fase* che consentono di modificare l’incrocio durante il funzionamento
del motore. Un elevato angolo d’incrocio è utile quando il motore è al massimo
dei giri, perché contribuisce ad aumentarne la potenza. Ciò però penalizza
il funzionamento ai medi e bassi regimi per cui i motori da corsa hanno
dei rapporti al cambio tali da farli girare sempre attorno ai massimi giri:
per questa ragione in passato le vetture da corsa avevano più marce di quelle
normali e studiate perché in gara si utilizzassero tutte. Le macchine normali
invece oggi hanno anch’esse numerose marce ma le utilizzano diversamente.
Una prima solo per avviarsi o per le salite molto impegnative. Le altre
marce sono molto spaziate e tali che portando i giri in alto prima della
cambiata si entra nella marcia successiva attorno ai valori di coppia massima.
Anti-roll bar
Barra
antirollio o barra stabilizzatrice*. Vedi anche sospensioni. Posta trasversalmente,
collega le sospensioni del medesimo asse tramite una barra di torsione.
Anticipo d’accensione ( ignition timing ) e di iniezione
Per
dare tempo alla miscela aria-benzina di bruciare completamente, la scintilla
della candela* viene fatta scoccare prima che il pistone* raggiunga il punto
morto superiore, ossia la sua posizione più alta nel cilindro*. Il valore
di tale anticipo è definito dai gradi dell’angolo di cui è inclinata la
manovella dell’albero a gomiti rispetto alla posizione verticale (corrispondente
al punto morto superiore) nel momento in cui scocca la scintilla. L’anticipo
è funzione del numero di giri e va aumentato in proporzione, a partire da
zero fino a circa 40° rispetto al punto morto superiore. Nel diesel esiste
un anticipo di iniezione, che sposta la camma di azionamento degli iniettori
in funzione del numero di giri. Entrambi gli anticipi vanno regolati anche
in funzione del carico nel senso che l’anticipo va ridotto al ridursi del
carico perché con miscela magra (nel diesel) l’accensione è più difficoltosa:
però ritardando l’anticipo l’aria è più calda e quindi il gasolio si accende
più facilmente. Vedi angolo di combustione e Swirl.
Antigelo
Evita
il congelamento dell’acqua contenuta nell’impianto di raffreddamento*. In
passato veniva aggiunto prima della stagione invernale e tolto in primavera.
Oggi è stato sostituito dai liquidi permanenti.
Antinquinamento ( antipollution )
E’
così denominata la funzione di quei dispositivi atti a ridurre le emissioni
di sostanze inquinanti dalla vettura, sia durante il funzionamento del motore
sia durante la sosta. Per limitare la nocività dei gas di scarico, con particolare
riferimento all’emissione di ossidi di carbonio (CO*), idrocarburi incombusti
(HC) e ossidi d’azoto (NOx)*, viene utilizzata la marmitta catalitica o
catalizzatore* che, grazie a reazioni chimiche, trasforma queste sostanze
in altre meno inquinanti; però è necessario l’uso di benzina senza piombo
(il piombo annulla l’efficacia del catalizzatore). Altri dispositivi antinquinamento
sono il ricircolo dei gas di scarico nelle camere di combustione (EGR*),
la postcombustione (pulsair*) e apposite tubazioni, valvole e canister*
che impediscono ai vapori di benzina sprigionatisi nel serbatoio di liberarsi
nell’atmosfera durante la sosta dell’auto. I provvedimenti antinquinamento
hanno però condizionato tutta la progettazione del motore potendosi ottenere
risultati interessanti riducendo il rapporto di compressione (ma cala il
rendimento), ridisegnando la camera di scoppio (turbolenze, due candele,
plurivalvole ecc.), modificando la distribuzione e l’accensione, con una
forma appropriata dei collettori di aspirazione e scarico.
Antipattinamento ( antispin )
Sono
dispositivi gestiti dall’elettronica che permettono di limitare automaticamente
la potenza trasmessa alle ruote adeguandola alle diverse condizioni di aderenza.
Noti con sigle diverse (ASR*, ASC*, ETC*, TCS* ecc.), agiscono in genere
sugli impianti di alimentazione* e accensione* del motore, riducendo l’erogazione
di potenza indipendentemente dalla posizione dell’acceleratore. I sistemi
più raffinati intervengono anche sul freno* della ruota che incomincia a
slittare: se ciò non basta (perdita di aderenza per entrambe le ruote motrici),
iniziano a togliere potenza al motore. In genere utilizzano i medesimi sensori
dell’ABS*, del quale costituiscono, sotto il profilo della sicurezza attiva*,
la naturale estensione.
Aquaplaning
E'
la pericolosa perdita di aderenza che si crea quando fra pneumatico* e fondo
stradale si forma un velo d’acqua. L’aquaplaning fa «decollare» la ruota
rendendo a volte impossibile il controllo della vettura con lo sterzo* e
annullando l’effetto frenante. Si accentua col crescere della velocità,
dello spessore del velo d’acqua (pozzanghere), della larghezza dei pneumatici
e dell’usura del battistrada. Per allontanare questo pericolo bisogna ridurre
la velocità e viaggiare con gomme in ordine: pressione corretta e battistrada
in buono stato.
Aria (Air)
L’aria
è un composto di numerosi gas e mediamente, quando è secca, ha la seguente
composizione a 1 bar e 0°C: Azoto (1,234 kg/m3 ) 78% in volume 76% in peso
Ossigeno (1,4) 21 23 Argon (1,8) 0,9 1 Anidride carbonica (2 ) 0,03 0,05
Idrogeno, Neon, Elio, Cripto, Xeno tracce L’aria secca ha una densità di
1,28 kg/m3 e obbedisce abbastanza fedelmente alla legge dei gas perfetti
(Boyle e Charles) PV = kRT dove P = pressione assoluta V = volume in m3
k = massa del gas in kg R = costante del gas T = temperatura assoluta in
gradi kelvin La molecola è la più piccola parte di gas che ha le stesse
caratteristiche generali del gas (lo stesso vale per qualsiasi altra materia).
Un’importante proprietà è che una molecola di qualsiasi gas a certe condizioni
di temperatura e pressione ha un determinato volume (il volume molecolare
è lo stesso per tutti i gas), il che è come dire che volumi uguali di gas
diversi nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione hanno un peso
proporzionale al peso molecolare (somma dei pesi atomici): volumi uguali
di gas diversi,nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione, contengono
ugual numero di chilomoli. In particolare a 1 bar e 0°C in un volume di
22,69 m3 è contenuta una chilomolecola di qualsiasi gas, cioè il gas pesa
1000 volte il peso molecolare. I cicli teorici dei motori a combustione
interna sono studiati, in prima approssimazione, come se il fluido agente
fosse aria secca.
Aromatici
Idrocarburi
molto stabili presenti nelle benzine e sospettati di essere cancerogeni.
Sono stati introdotti massicciamente quando si è tolto il piombo dalla benzina
“super”, per recuperare potere antidetonante (vedi numero di ottano). Attualmente
(1° luglio 98) la loro presenza è al 40% in Italia, mentre negli USA è al
35%, sempre in volume. Per il 2000 si deve ridurre al 42% in Europa. Il
nome deriva dal fatto che hanno un caratteristico odore. IL più semplice
è il benzene ma sono aromatici, tra gli altri, anche il toluene e lo xilene.
Un gruppo particolare è costituito dagli IPA (Idrocarburi Policiclici Aromatici)
formati da due o più strutture benzeniche. Col processo di reforming si
può, ad es. trasformare alifatici in aromatici, che hanno numero di ottano
più elevato. Con la isomerizzazione si legano diversamente gli atomi (senza
trasformarli) ottenendo diverse caratteristiche chimico-fisiche |
