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Articoli - Archivio

27/10/2016
ALFA ROMEO GIULIA E CONTINENTAL È UNIONE

Sistema frenante

 

La nuova berlina è già famosa, perché unisce stile, comfort e un comportamento su strada dinamico e affidabile. Una parte di questo coinvolgente feeling deriva da un impianto frenante innovativo, fornito da Continental, che vedremo più da vicino con questo articolo

Nicodemo Angì

La nuova berlina di segmento D della Casa del Biscione ha una dotazione tecnica di tutto rispetto la cui raffinatezza deriva anche dal fatto che la vettura è stata progettata partendo dal foglio bianco, o quasi. Le cose prese dagli altri marchi del Gruppo sono comunque prestigiose, come il motore V6 della Quadrifoglio di ascendenza Ferrari e l’avantreno derivato da quello delle Maserati. Fra le novità assolute citiamo l’albero in fibra di carbonio e, per l’appunto, il sistema frenante Integrato Continental MK C1. Il gruppo tedesco, lo sappiamo bene, ha affiancato da tempo alla sua tradizionale attività di produttore di pneumatici un ben diversificato e agguerrito portfolio di sofisticati componenti, compresi sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) e sofisticati impianti frenanti.

 

Simulare l’impianto

Il suo MK C1 appare effettivamente innovativo e nasce anche in funzione di una perfetta integrazione con i sistemi di trazione ibridi e il loro rallentamento dovuto al recupero dell’energia, sistemi che saranno sempre di più necessari per ottemperare le stringenti – domani più di oggi – normative sulle emissioni.

Questo componente integrato permette in effetti di implementare, con una certa facilità, un sistema frenante drive-by-wire nel quale il pedale è disaccoppiato dal circuito idraulico e questo permette altri interessanti vantaggi, quali la velocità d’intervento e il feeling al pedale definibile via software.

Il Continental MK C1 si presenta nella forma di un unico modulo che incorpora anche il serbatoio del fluido frenante; i collegamenti si limitano quindi all’impianto elettrico dell’auto, alla sua rete dati e alle tubazioni che portano il fluido alle pinze dei freni.

Spariti, come anticipato in apertura, il servofreno a depressione e la sua pompa per il vuoto, essi sono stati sostituiti da una pompa elettrica azionata da un motore brushless a corrente continua (BLDC). La classica pompa tandem collegata al pedale è ancora presente ma, in condizioni normali, essa interviene soltanto per trasferire al pedale – e quindi al conducente - il carico dell’emulatore che riproduce le sensazioni di un impianto classico. Il movimento del pistone di questa pompa viene letto da sensori e questi segnali sono usati per pilotare il cilindro di lavoro, azionato dal già citato motore senza spazzole. La conversione della rotazione del motore nel movimento lineare del pistone avviene tramite il sistema ball-and-screw (in italiano “a circolazione di sfere”), un sistema vite-madrevite perfezionato dall’inserimento di sfere d’acciaio fra le due filettature: in questo modo l’attrito si trasforma da radente a volvente per un movimento molto fluido e con resistenza ridotta.

 

A prova di avaria

Il carico sulla madrevite viene da una sola direzione - precisamente dal lato del pistone della pompa di lavoro – e questo rende possibile calcolare con molta precisione la posizione del relativo pistone.

Questo attuatore ball-and-screw è stato progettato per essere esente da manutenzione ma un (improbabile) suo guasto permetterebbe comunque la frenata grazie alla pompa collegata al pedale e lo stesso accadrebbe nel caso di un blackout completo dell’alimentazione elettrica. Il dimensionamento della pompa tandem collegata al pedale del freno garantisce in ogni caso la decelerazione minima prescritta dalle normative (6,43 m/s2 con una pressione sul pedale di 500 N) per le situazioni di avaria della servoassistenza anche per veicoli pesanti 2 tonnellate e più.

La mancanza dell’ingombrante “campana” del servofreno a depressione permette poi di recuperare circa 10 cm di profondità che possono servire per aumentare lo spessore dell’importantissima zona anteriore di assorbimento degli urti. Riguardo la compatibilità con le funzioni più moderne dei sistemi ABS e ESC, che prevedono una valvola di mandata e una di ritorno per ogni ruota, essa è assicurata e nel caso dell’MK C1 il sistema delle valvole è particolarmente perfezionato, così come quello dei sensori.

 

Feeling su misura

Il disaccoppiamento fra la pressione sul pedale e quella che arriva alle ruote ha diversi vantaggi, come l’assenza di reazioni al pedale nel caso l’ESC o ABS intervengano o il tipo di intervento frenante definibile via software e quindi facilmente differenziabile a seconda della marca e del modello. I sensori sul pedale percepiscono anche il tipo di azione del guidatore: se essa corrisponde a una frenata leggera, che rappresenta statisticamente circa l’80% di tutte le frenate, la modulazione della forza frenante avviene attraverso la corsa del pedale. Se il guidatore vuole all’improvviso molta potenza frenante, la modulazione avviene invece in prevalenza con la pressione sul pedale.

Il disaccoppiamento del pedale è l’ideale per il funzionamento in vetture ibride (vedremo quindi probabilmente versioni ibride della Giulia e della SUV derivata Stelvio), la cui frenata a recupero d’energia è possibile solo in un certo campo di velocità. Il sistema MK C1 gestisce al meglio questa funzione, producendo la decelerazione desiderata anche quando il recupero di energia “passa le consegne” al sistema frenante tradizionale. Il sistema è inoltre molto efficiente perché funziona in base al principio power on demand e, anche se l’assorbimento massimo è di quasi 100 A, esso avviene solo per brevi istanti per poi diminuire; se l’impianto non è chiamato in causa esso si riduce al lieve consumo della parte elettronica.

Il sistema ha dimostrato notevole prontezza e questo è essenziale per il corretto funzionamento dei sistemi di frenata automatica d’emergenza per evitare collisioni e pedoni che appaiono improvvisamente davanti all’automobile. Prove a confronto dalla velocità di 66 km/h hanno visto la vettura equipaggiata con l’MK C1 fermarsi dopo 18 metri mentre l’auto “tradizionale” si è arrestata a 23 metri; al riferimento dei 18 metri essa andava ancora a 36 km/h.

 

A prova di futuro e di complicazioni

Questo compatto sistema si è rivelato così interessante che abbiamo voluto saperne di più, inoltrando, grazie agli efficienti uffici stampa di Continental, qualche domanda ai tecnici che se ne occupano.

Alla domanda se l’MK C1 fosse compatibile senza modifiche con gli attuali sistemi di assistenza alla guida ( Adaptive Cruise Control, Emergency Brake e simili) ci è stata data risposta affermativa. Non soltanto non è richiesta la riprogettazione ma la pressione dinamica è 3 volte superiore rispetto ai sistemi ESC attuali; il sistema è quindi pronto anche per la guida autonoma.

Anche l’assorbimento di corrente non è stato un problema, dato che altri sistemi di bordo assorbono anche più delle 80 ampere di picco del sistema; Alfa Romeo ha progettato facilmente un impianto elettrico che esaudiva queste richieste con minimi sbalzi di tensione.

L’ultima domanda ha chiesto chiarimenti sui dati necessari al sistema per funzionare: sono richieste modifiche ai bus di bordo (CAN, Flexray e simili) per “alimentare” l’MK C1? La risposta è stata che il sistema funziona con dati comunemente reperibili sui bus dell’auto e, anzi, semplifica l’impianto perché elimina la pompa per il vuoto, l’interruttore sul pedale del freno e diverse tubazioni, e relativi supporti, usati dall’ESC.

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