La Kia EV6 elettrica e la Mercedes Classe B termica: il salto tecnologico
Franco, appassionato di informatica e automotive, ha sintetizzato il passaggio dalle complesse auto a motore termico alle semplici BEV. Con precisione e rigore, ha elencato tutte le aggiunte e le eliminazioni che gli ingegneri hanno apportato nelle due tecnologie. Inoltre, ritiene che ancora si possa fare molto per eliminare completamente la meccanica dai veicoli elettrici del futuro. Franco ha già scritto per Vaielettrico confronti tra la Mercedes 250 EQA e la Tesla Model 3, nonché riflessioni sulla resistenza italiana al cambiamento.
Durante i molti anni, la meccanica ha dominato diversi settori, soprattutto nella mobilità. Ma al giorno d’oggi, l’elettricità, l’elettronica e l’informatica si sono inserite in modo prepotente, anche nel campo automobilistico. Prima gestendo in modo sempre più efficace i motori e i dispositivi delle vetture e successivamente sostituendo gradualmente molte parti meccaniche. Prima di esaminare nel dettaglio ciò che sta accadendo e immaginare cosa potrebbe accadere in futuro, è importante riflettere obiettivamente sulla nostra amata automobile di oggi.
I motori a combustione interna (ICE) hanno rappresentato il principale tipo di motore per molti anni. Le prime autovetture motorizzate sono state costruite dalla seconda metà del 1800 e inizialmente utilizzavano motori a vapore, poi a scoppio e infine motori diesel. Va da sé che ci sono notevoli differenze tra i motori a scoppio o diesel di cento anni fa e quelli attuali, ma si tratta sempre di motori alternativi, che generano il movimento partendo da un movimento alternativo. Si tratta di motori con due o più cilindri, in cui i pistoni si muovono su e giù spinti da esplosioni continue di una miscela di aria e combustibile. Questi pistoni sono collegati a un albero motore tramite le bielle, che convertono il movimento alternativo in un movimento rotativo.
Nonostante le enormi migliorie apportate nel corso degli anni per renderli più efficienti, silenziosi e potenti, il fatto che i pistoni si spostino rapidamente su e giù è un assurdo. Questo movimento genera una considerevole perdita di energia ogni volta che i pistoni si fermano bruscamente ai punti morti superiore e inferiore. Gran parte di questa energia viene dispersa sotto forma di calore. Inoltre, il costante movimento alternativo dei pistoni e le esplosioni necessarie per farli muovere generano una notevole quantità di calore che deve essere dissipata per evitare il surriscaldamento del motore. Per questo motivo è stato necessario sviluppare un sistema di lubrificazione che distribuisca l’olio in movimento alle varie parti. Inoltre, per evitare il surriscaldamento del motore, è stato introdotto un sistema di raffreddamento a base di acqua che circola forzatamente con l’aiuto di una pompa all’interno del motore. Per evitare l’ebollizione dell’acqua, è stato inventato il radiatore, che raffredda l’acqua grazie all’aria forzata, proveniente dalla ventola e dal movimento del veicolo.
Tutto ciò richiede un numero considerevole di dispositivi all’interno delle automobili. Inoltre, non dobbiamo dimenticare che è necessario un motorino di avviamento e una batteria per far partire i motori a scoppio o diesel, così come tutti gli altri dispositivi elettrici presenti in un’auto. Per evitare il dissapore della batteria, si è reso necessario l’utilizzo di un alternatore e un convertitore di corrente alternata in corrente continua per ricaricarla. Per far funzionare l’alternatore, esso è stato collegato all’albero motore tramite una cinghia apposita. Nei motori a benzina, per alimentare la miscela aria-benzina nelle camere di scoppio, è stato necessario far arrivare la benzina tramite il carburatore, che inizialmente funzionava grazie alla forza di gravità e successivamente attraverso una pompa apposita. Successivamente, il carburatore è stato in gran parte sostituito dagli iniettori e da una pompa ad alta pressione, che inietta la benzina polverizzata direttamente nella camera di scoppio. Per accendere la miscela, furono necessarie le candele, piccoli dispositivi che generano delle scintille tra due elettrodi. Per creare le scintille, è stato necessario innalzare la tensione della batteria con una bobina e distribuirla alle candele di ciascun cilindro nel momento opportuno, compito affidato al distributore. Tutto questo è stato in parte sostituito dall’evoluzione delle tecnologie elettriche, come l’elettrocina, che genera scintille ad alta frequenza ai momenti opportuni. Infine, per gestire le emissioni dei gas di scarico e ridurne il rumore, sono stati introdotti sistemi di scarico con marmitta, in cui i gas di scarico possono raffreddarsi prima di essere rilasciati all’esterno. Per ridurre le particelle inquinanti, come le polveri sottili, sono stati introdotti catalizzatori e filtri anti-particolato per i motori diesel.
Ora che abbiamo esaminato nel dettaglio il motore termico, non dobbiamo dimenticare che quando viene avviato, ruota al minimo a circa 800 giri al minuto, quindi non può essere collegato direttamente alle ruote ferme. Pertanto, è stata introdotta la frizione, che consente di trasferire gradualmente il moto alle ruote. Poiché durante la partenza o in caso di salita è necessario un elevato sforzo motore, è stato necessario introdurre un cambio che permettesse di variare la forza disponibile. Il cambio, attraverso le diverse marce, consente di ottenere una maggiore forza a basse velocità o una minore forza a velocità più elevate, grazie a un complesso sistema di ingranaggi che vengono innestati a seconda delle necessità, con l’ausilio della frizione.
Ho voluto ricapitolare la maggior parte dei problemi che gli ingegneri hanno dovuto risolvere, perché sono sicuro che nessun automobilista si soffermi su questi aspetti mentre guida comodamente la sua moderna auto. Gli ingegneri hanno fatto un lavoro straordinario, ris
