Ibrido Fiat, il più furbo

[Hainz]

Ibrido Fiat, il più furbo

Ho rivisto una vecchia presentazione FPT (Fiat PowerTrain) fatta al
salone di Ginevra del 2006 e sono rimasto basito nel constatare la
presenza dell'immagine del cambio a doppia-frizione “DDCT” che Fiat
introdurrà a breve, nel 2009, sull'Alfa MiTo (l'immagine è nella
sezione immagini del gruppo il cui link si trova in fondo
all'articolo).
Ingrandendo l'immagine ho notato come sulla sinistra dell'albero
centrale del cambio ci sia (quello che termina di verde) un
ingrossamento particolare che mi ha fatto capire che è lì dove
monteranno il motore elettrico per realizzare una variante ibrida in
prima istanza con il bicilindrico e poi successivamente con il 1,4 t-
Jet.
La particolarità di tale ibrido consiste nella possibilità di far
funzionare il motore elettrico sia come motore che come generatore di
corrente quando si rallenta in modo da sfruttare l'energia cinetica
dell'auto che andrebbe completamente persa in calore utilizzando i
freni (mentre Toyota utilizza un generatore separato con costi
aggiuntivi). Rispetto all'ibrido della concorrenza come Prius in
questo caso il motore elettrico può utilizzare le tre marce pari (II,
IV e VI) che permettono di avere elevati rendimenti anche ad alte
velocità. La Prius, invece, utilizza un cambio epicicloidale con bassi
rendimenti e specifico per l'applicazione ibrida, perciò non condiviso
con nessun'altra auto, mentre il cambio a doppia frizione Fiat sarà
utilizzato per le versioni ibride e per le auto normali come appunto
la MiTo GTA. Inoltre l'ibrido Fiat permette di costruire la versione
ibrida nelle stesse linee produttive della versione normale e con
costi contenuti riesce ad ottenere un ibrido che può funzionare a
bassa velocità in puro elettrico, non come Honda Insight.
Per il funzionamento in puro elettrico si dovranno rivedere alcuni
sottosistemi che attualmente funzionano unicamente a motore acceso
alimentati da esso e che perciò dovranno diventare completamente
elettrici:
servosterzo, che però sul molte Fiat già ora è assistito
elettricamente;
servofreno;
pompa di raffreddamento del circuito del liquido;
compressore del condizionatore;
Il condizionatore merita un po' di attenzione perché è un componente
che assorbe parecchia energia dal motore (anche 4-5 cv) e infatti se
avete un'auto con motore particolarmente piccolo quando fà caldo e
accendete il “clima” noterete un calo vistoso delle prestazione
dell'auto. Inoltre la richiesta di energia del compressore è quasi
costante sia che voi siate in città o che andiate in autostrada a
130km/h, peccato che il motore in città gira a bassi regimi e bassi
“carichi” (pedale dell'acceleratore poco premuto) e i 5 cv possono
essere anche il 30% in più della potenza richiesta, mentre in
autostrada 5 cavalli sono un 2% in più. Perciò slegando il compressore
del climatizzatore dalla rotazione del motore si ha un aumento del
rendimento poiché il compressore non girerà solidalmente con il motore
e non ne seguirà più la variazione di giri, oltre al fatto che potrà
essere posizionato lontano dal motore (quindi non si scalda con il
risultato di aumentarne il rendimento).
Un ulteriore passo avanti per l'utilizzo dell'ibrido sarebbe quello di
integrare il funzionamento dell'auto con quello del navigatore,
infatti se il computer che gestisce la ricarica delle batterie sapesse
che vogliamo spostarci in città per 30 km utilizzerebbe unicamente il
motore elettrico, oppure se sapesse che stiamo salendo su un passo
dolomitico utilizzerebbe tutta l'energia delle batterie poiché sa che
nella discesa le ricaricheremmo facilmente.
Per quelli che pensano che l'ibrido sia solo per gli ambientalisti e
per “i vecchi col cappello” vorrei sottolineare che persino Ferrari
sta pensando all'ibrido per migliorare le prestazioni e il consumo
delle proprie automobili: infatti ci sono studi e brevetti Ferrari che
prevedono l'utilizzo del motore elettrico all'interno del cambio a
doppia frizione a 7 merce (attualmente utilizzato sulla California e
che, a breve, vedremo sull'erede della 430) come visto per l'ibrido
Fiat. Anche in questo caso il motore elettrico potrebbe funzionare sia
da motore che da generatore in modo da caricare le batterie, alle
quali potrebbero essere collegati due motori elettrici montati accanto
alle ruote anteriori in modo da realizzare una trazione integrale
senza il peso aggiuntivo di alberi di rinvio o altro. Spero che tale
scelta venga utilizzata per l'erede della Enzo per sdoganare l'ibrido
agli occhi degli scettici.
Un problema molto europeo che insisto a ripetere con l'avvento di
queste auto ibride è l'assoluta necessitò di punti di ricarica in cui
si possano collegare alla rete elettrica le auto, perciò garage. I
nostri politici dovrebbero imporre la costruzione per le case nuove di
almeno due garage per appartamento sia in costruzione e garantirlo, in
questo modo ci sarebbe sia il vantaggio di ricaricare le batterie
dalla presa di casa sia lasciare più spazio in strada per i parcheggi:
infatti molte volte, specialmente nelle grandi città, capita di fare
20 minuti di tragitto e cercare per 20 minuti parcheggio!

Ceroni Enzo – Hainz 14/06/2009

P.S. TECNICO, spiegazione semplificata del funzionamento dell'ibrido
Fiato con il cambio a doppia frizione (leggendolo l'ha capito persino
mia sorella di 17 anni!):

Dato che l'immagine del cambio a doppia frizione Fiat è troppo piccola
per spiegare il funzionamento utilizzo l'immagine del cambio a doppia
frizione “Dsg” Volkswagen-Audi che potete trovare nella sezione
“immagini”del gruppo il cui link si trova in fondo all'articolo.
Con l'immagine del cambio tedesco sott'occhio immaginiate che il
motore elettrico sia posizionato a destra attaccato all'albero in
rosso (quindi collegato alla I, III e V mentre sappiamo che per quello
Fiat ha all'estremità le marce pari, poiché il motore elettrico è
particolarmente dotato di coppia).
Per spiegarlo uso un esempio: siamo fermi al semaforo perciò la
centralina ha inserito la I marcia avendo spostato a destra il
sincronizzatore della prima e della terza marcia (cioè il cilindro
liscio ha collegato rigidamente l'albero centrale con l'albero
inferiore attraverso gli ingranaggi della I marcia); diviene verde e
acceleriamo dolcemente nel silenzio più totale poiché il motore a
benzina è spendo mentre il nostro motore elettrico spinge silenzioso
la vettura a bassa velocità. Se adesso vogliamo accelerare forte
premiamo a fondo l'acceleratore, allora la centralina comanda al
motore termico di accendersi, lo porta al regime giusto e chiude la
frizione rossa in modo da collegare il motore endotermico (il motore a
benzina) alle ruote.
In questo momento entrambi i due motori stanno fornendo energia alle
ruote e i regimi di entrambi stanno salendo, ma dato che il motore a
benzina ha un range di utilizzo di “soli” 5000 giri dal minimo posto a
750 giri a circa 6000 giri (mentre il motore elettrico arriva anche
oltre i 10'000 giri e ha un minimo di zero giri) la centralina ha già
preselezionato la II marcia (e infatti anche qui il sincronizzatore è
"a pacco" con la II marcia) e, al momento opportuno, stacca la
frizione rossa e contemporaneamente attacca quella verde collegando il
motore a benzina alle ruote tramite la II marcia.
Ed è qui il segreto: la I marcia è ancora attaccata, perciò mentre il
motore a benzina è in II il motore elettrico può ancora fornire il suo
contributo alla trazione e sfruttare tutto il suo ampio range di giri.
A questo punto può essere che la velocità stia ancora crescendo e il
motore elettrico arrivi alla sua velocità massima, allora la
centralina toglie coppia al motore elettrico inserisce la III marcia
spostando il sincronizzatore da destra alla sinistra e restituisce
coppia al motore elettrico.

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[Hainz]

Correzione su suggerimento dell'Ing. Piccone: l'assorbimento del
compressore è pari a circa 2 cavalli ogni mille giri (perciò pari a
12cv a 6000 giri), ma quello che rende meglio l'idea è l'assorbimento
visto in coppia pari a 10Nm e infatti se avete una Fiat Cinquecento
con il motore 900cc che avrà si e no 60Nm di coppia capite perché c'è
un aumento dei consumi e un peggioramento netto nelle prestazioni.
A questo assorbimento bisogna aggiungere 500 watt (circa 0,75 cavalli)
delle ventole del condensatore.