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Carreggiata
E’
la distanza fra i centri delle aree d’impronta dei pneumatici* dello stesso
asse. Con alcuni tipi di sospensioni* indipendenti varia con il carico,
quindi va misurata a vettura scarica. Può essere leggermente diversa tra
avantreno* e retrotreno*. Aumentando la larghezza dei pneumatici la carreggiata
non cambia. Montando, invece, cerchi con canale maggiorato il suo valore
in genere aumenta poiché i cerchi sporgono maggiormente verso l’esterno
(vedi offset*).
Carrozzeria
E’
l’insieme dei pannelli che determinano la forma di una vettura. Da quando
non viene più utilizzato il telaio portante, spesso la definizione si estende
alle parti sottostanti, ossia alle strutture interne di rinforzo e all’ossatura
della scocca* portante. In base al tipo di carrozzeria le vetture vengono
classificate come 2 volumi, 2 volumi e mezzo (corto accenno di baule posteriore),
3 volumi (sbalzo posteriore accentuato), station wagon, space wagon (o monovolume),
coupé, spider (vettura aperta non derivata da un modello con carrozzeria
chiusa), cabriolet (vettura con tetto apribile derivata da una berlina due
porte o da una coupé) e «targa» (definizione di coupé con tettuccio rigido
asportabile utilizzata fin dal 1965 dalla Porsche).
Carter secco
Circuito
di lubrificazione* con un serbatoio per l’olio separato dal motore*. Il
carter secco (cioè’ senza olio) consente di ridurre l’altezza del propulsore,
di aumentare il quantitativo d’olio e garantisce il perfetto pescaggio del
lubrificante in tutte le condizioni. Servono due pompe, di mandata e di
recupero dell’olio che cade sul fondo del motore. (ad es. Porsche)
Cataforesi
Sistema
di verniciatura protettiva per immersione della scocca in un bagno elettrolitico
con vernice mista ad acqua. I due poli sono la vasca e la scocca e applicando
una differenza di potenziale la corrente porta a depositare sulla scocca
la vernice. Successivamente si vernicia per spruzzatura o con una seconda
cataforesi con colorazione.
Catalizzatore (catalytic converter - catalytic afterburning)
Nel
mondo dell’automobile è sinonimo di marmitta catalitica*, un dispositivo
che elimina dai gas di scarico oltre il 90% delle emissioni attualmente
considerate inquinanti: idrocarburi incombusti (HC), ossidi di carbonio
(CO*) e di azoto (NOx*). Più in generale, il catalizzatore è una sostanza
impiegata per facilitare o determinare reazioni chimiche (alle quali non
partecipa) che senza di essa non avverrebbero o si svolgerebbero con considerevole
lentezza. I catalizzatori montati sulle automobili sono blocchi di ceramica*
solcati internamente da innumerevoli minuscoli canali (nei quali passano
i gas di scarico) rivestiti da materiali «attivi» (palladio e platino principalmente,
ma non esclusivamente, per gli HC e i CO e rodio principalmente per gli
NOx) che consentono le reazioni chimiche capaci di trasformare le sostanze
inquinanti in altre meno nocive. La superficie interna delle canalizzazioni
è superiore a quella di un campo di calcio, pur essendo rivestita con pochissimi
grammi di platino, palladio e rodio (quest’ultimo assai costoso). La marmitta
catalitica a tre vie o trivalente, è così definita perché consente di eliminare
CO, HC e NOx. Ci sono anche marmitte più semplici: le ossidanti (eliminano
solo CO e HC) e le riducenti (trasformano solo gli NOx). Tutti i catalizzatori
vengono danneggiati nel giro di poche decine di chilometri se si utilizza
benzina con piombo, perché il piombo danneggia le funzioni dei metalli rari;
anche le mancate accensioni, portando miscela incombusta nel catalizzatore,
lo distruggono a causa delle elevate temperature ivi raggiungibili in conseguenza
del fatto che la miscela brucia nella marmitta stessa. Perché il catalizzatore
funzioni deve raggiungere una temperatura di almeno 250°C; la condizione
ottimale è tra 400 e 800°C, oltre i 1000°C si distrugge fondendo. Il campo
di utilizzo ottimale è destinato ad estendersi col progredire della ricerca.
Nelle partenze a freddo è dunque importante il tempo trascorso dall’avviamento
alla entrata in temperatura del catalizzatore, tempo in cui non vi è abbattimento
delle emissioni. Vedi anche Sonda lambda e Assorbitori.
Catalizzatore a due vie
Marmitta
catalitica in grado di eliminare solo due delle sostanze considerate dalle
normative antinquinamento (CO* e HC). E’ quindi una marmitta ossidante:
funziona in eccesso di ossigeno e quindi non riduce gli NOx*, per eliminare
i quali occorre semmai un ambiente privo di ossigeno.
CAVE (Computer Aided Virtual Environment)
Sistema
di proiezione in stereoscopia che permette di osservare, con speciali occhiali,
le immagini proiettate in forma tridimensionale su quattro superfici. Viene
utilizzato in fase di progetto per apprezzare l’effetto ottico identico
a quello che si avrebbe sul prodotto finito, risparmiandosi di costruirlo
effettivamente o di trasportarlo da un posto ad un altro (Mercedes). I proiettori
inviano alternativamente l’immagine corrispondente alla posizione dell’occhio
sinistro e del destro dell’osservatore, 118 volte al secondo; corrispondentemente
gli occhiali permettono la visione del solo occhio interessato e il cervello
associa le due immagini in forma tridimensionale.
CBC (Cornering Break Control)
E’
un tipo di funzionamento dei freni per cui, durante un rallentamento in
curva, la forza frenante viene distribuita opportunamente tra le ruote in
modo da evitare un effetto di imbardata*. In curve dove si frena e in cui
si sviluppa più di 0,6 g di accelerazione trasversale (registrata da apposito
sensore) la ruota posteriore interna non viene frenata in modo che nasca,
tramite le altre tre ruote frenanti, una coppia di riassestamento. Il sistema
agisce per frenate che non necessitino di intervento dell’ ABS*. L’ESP*
(e l’analogo DSC 3) è un gradino più avanti, perché fa intervenire i freni
anche se il pilota non frena. Necessita però anche di sensore di imbardata
e di rotazione del volante.
Centralina elettronica
E’
un vero e proprio microcalcolatore che, in base a una serie di istruzioni
in esso memorizzate (la cosiddetta mappatura*) e alle informazioni ricevute
da vari sensori*, è in grado di controllare le più disparate funzioni della
vettura. Inizialmente le centraline elettroniche sono state utilizzate soprattutto
per determinare l’anticipo d’accensione* e la quantità di benzina iniettata
(iniezione*). Gli impianti più evoluti (Bosch Motronic) hanno una sola centralina
per accensione e iniezione: regola i tempi di iniezione, gli anticipi di
accensione, l’avviamento a freddo e l’arricchimento in accelerazione il
cut off e il limite di fuorigiri e la farfalla dell’acceleratore (motorizzata)
al regime di minimo e l’inserimento di una eventuale seconda elettroventola.
I sensori sono quello di massa d’aria aspirata e della sua temperatura,
di giri, del pedale dell’acceleratore della temperatura del liquido refrigerante,
della detonazione e la sonda lambda. Allo stato attuale le centraline “elaborate”
da montare al ricambio, garantiscono un aumento di potenza attorno al 3
- 5 % negli aspirati e del 10 % nei turbo a benzina (aumento della pressione
del turbo di 0,1 bar). Non disponibili per i diesel. Ad esempio la centralina
di un motore diesel “common rail” riceve informazioni da: - batteria (riceve
alimentazione) - tachimetro - sensore di giri - sensore di fase - sensore
di sovarppressione (nel caso di turbo) - sensore temperatura combustibile
- sensore temperatura motore - debimetro - sensore pressione combustibile
- interruttori pedali freno e frizione - potenziometro pedale acceleratore
- centralina candelette la centrlina contemporaneamente emette comandi conseguenti
per: - spia iniezione - modulatore EGR - compressore A/C - pompa combustibile
- spie cruscotto (temp. acqua e candelette) - candelette prerisc. - elettroiniettori
Inoltre è dotata di una presa per la diagnosi.
Centro di rollio (roll center)
Punto
attorno a cui ruota il veicolo durante il rollio*. Dipende dal tipo di sospensione
adottato. Essendocene uno per l’avantreno ed uno per il retrotreno, è più
corretto parlare di asse* di rollio (che unisce i due centri). Il centro
di rollio varia durante il movimento delle sospensioni e quindi si può parlare
di un centro istantaneo di rollio. In teoria è conveniente che centro di
rollio e baricentro* siano più vicini possibile e che tale distanza resti
costante durante l’escursione della carrozzeria. La determinazione del centro
di rollio avviene tenendo conto dei vincoli tra corpo vettura e ruota, in
genere bilelle o carrelli (Macpherson), dell’appoggio a terra del pneumatico,
inteso come cerniera, e del fatto che il centro di rollio deve trovarsi
sull’asse di simmetria del veicolo (per ragioni di simmetria).
Ceramica
Già
utilizzati per la costruzione di catalizzatori e di sfere per cuscinetti
a rulli, i materiali ceramici sono estremamente resistenti alle alte temperature
(fino a oltre 1.000°C) isolano dal calore, hanno un’eccezionale resistenza
all’usura per abrasione e alla corrosione, sono amagnetici, leggeri e hanno
un ridotto attrito. Da anni sono oggetto di studi perché potrebbero consentire
di realizzare parti interne di motori in grado di funzionare a temperature
più elevate di quelle attuali (addirittura privi di impianto di raffreddamento*),
con rilevanti riduzioni dei consumi di combustibile e, conseguentemente,
di emissioni inquinanti. La loro adozione pone però problemi di non facile
soluzione: sono infatti fragili, difficili da produrre in serie e da lavorare
a causa della durezza e della possibile presenza di porosità o di impurità
interne. Un’applicazione prevedibile a breve potrebbe riguardare le valvole,
il che permetterebbe, dato il minor peso, di utilizzare molle meno massicce,
e per i freni. Il costo della ceramica si aggira comunque sul doppio rispetto
all’acciaio che va a sostituire però la durata dei dischi può essere anche
di 10 volte maggiore, possono ruotare a velocità doppie e hanno un peso
del 60% inferiorte.
CFD
Sigla
di Computational Fluid Dynamics, un software che permette di progettare
tenendo conto del comportamento dei fluidi, intendendo particolarmente l’aria.
Permette ad esempio di valutare in anticipo l’aerodinamicità di una figura
in movimento.
Ciclo (cycle) e rendimento termodinamico
La
trasformazione continua di energia dai combustibili in energia meccanica
è possibile solo in un processo ciclico, cioè che si ripete in continuazione
ritornando periodicamente alle condizioni iniziali. Con riferimento alle
condizioni del fluido operante, un ciclo è ben rappresentato in un diagramma
P/V (Pressione / Volume), dove l’area interna è il lavoro ricavabile; oppure
da un diagramma T/S (Temperatura / Entropia), dove l’area interna è il calore
prelevato nel ciclo dalla fonte primaria di energia meno quello versato
alla fonte secondaria (calore sottratto), cioè il calore sfruttato. I cicli
più noti in uso nei motori da trazione sono il ciclo Otto e il ciclo Diesel*.
Il fluido in realtà non evolve ciclicamente perché viene sostituito dopo
la fase di scarico il che rende inutilizzabile parte dell’energia prodotta
che se ne va sotto forma di calore e di energia cinetica dei gas di scarico.
Per aumentare il rendimento si cerca di aumentare al massimo l’area interna
al ciclo P/V cosa ottenibile aumentando al massimo la compressione in quanto
andando verso le alte pressioni (verso sinistra nel diagramma) l’area di
cui sopra aumenta sempre più: le adiabatiche divergono. E’ ben vero che
comprimere Il fluido nuovo comporta un lavoro negativo, che aumenta aumentando
la compressione, però ben maggiore è il lavoro positivo ricavabile con la
combustione a pressione elevata. In altri termini il guadagno in pressione
dovuto al salto di temperatura del fluido è sempre maggiore quanto più si
parte da una pressione elevata. Il limite al rapporto di compressione* per
il motore Otto è la detonazione*. Il concetto di aumentare il rapporto di
compressione è così importante che al limite conviene abbassare la temperatura
di combustione onde allontanare la detonazione pur di alzare tale rapporto
(vedi EGR). Per aumentare l’area interna di un ciclo si può operare una
variante tra la fase di compressione e quella di scarico (vedi ciclo Miller).
Il lavoro ricavabile dal motore deve tener conto oltre che del rendimento
termodinamico anche del rendimento termico* e di quello meccanico, cioè
delle perdite per attrito meccanico o fluidodinamico e degli ausiliari mossi
dal motore. In questo ambito la sovralimentazione* a turbina può servire
a recuperare l’energia persa nei gas di scarico, che escono a pressioni
attorno ai 5 bar e temperature da 500 a 700°C, per ridurre il lavoro fluidodinamico.
Ciclo di omologazione
Modalità
di prova standardizzate per misurare consumi ed emissioni inquinanti di
un’auto e poterli comparare con quelli di altre vetture nelle stesse condizioni
d’uso. I test avvengono in apposite camere climatizzate, con il veicolo
fermo e le ruote motrici collocate su speciali rulli la cui resistenza al
rotolamento può essere modificata per simulare la potenza motrice assorbita
dal rotolamento dei pneumatici* e dalle resistenze aerodinamiche*. La vettura
viene «guidata» seguendo un tracciato, il ciclo di omologazione, che fissa
in modo rigoroso, istante per istante, la velocità da tenere e la marcia
del cambio* da utilizzare. Al terminale dell’impianto di scarico* viene
collegata un’attrezzatura che consente di raccogliere i gas combusti per
la successiva analisi degli inquinanti. Mentre il modo in cui debbano essere
raccolti i gas di scarico, analizzate le sostanze inquinanti (ossido di
carbonio, CO*; idrocarburi incombusti, HC; ossidi d’azoto, NOx) e misurati
i consumi di combustibile sono ormai unificati nei vari Paesi, non altrettanto
è avvenuto per i cicli di omologazione, ossia la sequenza di accelerazioni,
velocità e cambiate di marcia da rispettare durante la prova. Attualmente
esistono ancora vari cicli standard (i più importanti sono cinque) che riproducono
l’utilizzo medio delle vetture in Europa, Stati Uniti e Giappone. Fino a
poco tempo fa in Europa veniva utilizzato il ciclo di omologazione ECE R15-04,
che prevedeva una distanza di 1013 metri da ripetere quattro volte consecutivamente,
con velocità media di 18,7 km/h, velocità massima di 50 km/h e il motore
funzionante al minimo per il 31% del tempo di prova. Per tenere conto anche
del comportamento a velocità più elevate, è stato approvato recentemente
dal Consiglio dei ministri europeo un nuovo ciclo di omologazione, il 91/441,
che in pratica aggiunge al percorso precedente un tratto a maggiore velocità,
così che ora la distanza totale è 11 km, la velocità media 32,5 km/h e la
massima 120 km/h. Contemporaneamente sono stati resi più severi i limiti
per le sostanze inquinanti e prese in considerazione (come già avviene negli
USA) anche le emissioni di vapori di benzina dall’impianto di alimentazione*.
Ciclo Miller - Atkinson (motore ad alto rapporto di espansione)
Ciclo
di funzionamento per motori* a combustione interna brevettato dal danese
Ralph Miller (su idea precedente del britannico James Atkinson) e originariamente
destinato a grossi motori diesel*. In un motore a quattro tempi l’energia
sviluppata dalla combustione viene trasformata in potenza durante la fase
di espansione dei gas nel cilindro*. Maggiore è il rapporto di espansione,
maggiore è la potenza che può essere sviluppata. Nei soliti motori il rapporto
di compressione* è uguale a quello di espansione, quindi per incrementare
quest’ultimo occorre aumentare nella stessa misura il primo. Tuttavia il
rapporto di compressione non può essere innalzato oltre un certo limite
poiché pressioni e temperature raggiungerebbero valori pericolosi e potrebbero
favorire l’insorgere di fenomeni di detonazione* nel motore a benzina. Nel
ciclo Miller il problema viene risolto anticipando la chiusura delle valvole*
di aspirazione durante la fase d’aspirazione, oppure ritardandola durante
la fase di compressione. Nel motore messo a punto dalla Mazda, un V6 di
2.3 litri sovralimentato, il rapporto di compressione è inferiore di un
quinto rispetto a quello di espansione (8:1 contro 10:1), grazie al fatto
che per un quinto della corsa di risalita del pistone durante la fase di
compressione le valvole di aspirazione rimangono aperte. E’ un ciclo ad
alto rendimento termodinamico ma a bassa potenza specifica (2/3 di un pari
cilindrata Otto) perché riducendo il volume d’aria aspirata si riduce anche
la quantità di combustibili bruciabile ad ogni ciclo. Per questa ragione
richiede la sovralimentazione. Attualmente è utilizzato da Toyota sulla
vettura ibrida.
Ciclo Rankine
Ciclo
termodinamico del motore a vapore. Consiste nell’evaporazione del vapore
in una caldaia (isobara), la sua espansione adiabatica in un cilindro con
pistone oppure in una turbina e conseguente fornitura di lavoro, e la condensazione
successiva alle condizioni originali di temperatura e pressione (isobara).
Trascurando il lavoro fornito per pompe e organi ausiliari, il rendimento
è il rapporto tra il lavoro ricavato e il calore fornito nella caldaia =
L/Q.
Ciclo “misto” di Sabathé
I
cicli teorici Otto e Diesel sono piuttosto diversi da quelli reali, i quali
peraltro si assomigliano abbastanza tra loro. La fase di combustione per
entrambi si avvicina molto a una combinazione tra volume costante (teorica
dell’Otto) e pressione costante (teorica del Diesel) dando luogo al ciclo,
appunto, di Sabathé. |
