Tecnica: il futuro delle sospensioni
Introduzione
Tenneco è un colosso americano
specializzato nei sistemi di sospensione e in quelli di scarico, la
cui storia recente merita più di un cenno. Un anno fa, in una
piovosissima
giornata trascorsa in un circuito nei pressi di Bruxelles, provammo con
mano – o per meglio dire con piede – l’efficacia delle soluzioni proposte
dallo specialista USA. Questa volta abbiamo visitato lo stabilimento
spagnolo che realizza il 100% di una di queste tecnologie, una
sospensione
a controllo elettronico in cui questo fornitore, che pure continua
a investire molto nella meccanica, crede fermamente. Il motivo è presto
spiegato: in Europa un’auto su due circola con sospensioni fuori
efficienza.
Sensibilizzare il guidatore sull'importanza delle sospensioni è dunque
più che mai ancora doveroso e attuale.
Tenneco
è un colosso americano specializzato nei sistemi di sospensione
e
in quelli di scarico, la cui storia recente merita più di un cenno. Un
anno fa, in una piovosissima giornata trascorsa in un circuito nei
pressi
di Bruxelles, provammo con mano – o per meglio dire con piede –
l’efficacia
delle soluzioni proposte dallo specialista USA. Questa volta abbiamo
visitato lo stabilimento spagnolo che realizza il 100% di una di queste
tecnologie, una sospensione a controllo elettronico in cui
questo
fornitore, che pure continua a investire molto nella meccanica, crede
fermamente.
Il motivo è presto spiegato: in Europa un’auto su due
circola con sospensioni
fuori efficienza. Sensibilizzare il guidatore sull'importanza delle
sospensioni è dunque più che mai ancora doveroso e
attuale.
La situazione in Europa
A partire dal 2004, Tenneco ha realizzato
un’indagine indipendente inviando squadre di propri tecnici presso gli
autoriparatori di tutta Europa, per verificare lo stato delle sospensioni
delle vetture in manutenzione, sicuramente di un campione significativo
per questo tipo di indagine. Va notato che non esiste nessuna norma che
regolamenti la manutenzione e sostituzione delle sospensioni, sebbene si
tratti di un elemento cruciale per la stabilità del veicolo. In parte per
la difficoltà di misurarne lo stato e in parte per carenze legislative,
il loro stato è così lasciato alla buona volontà dei meccanici e, in
ultima analisi, degli automobilisti. Con risultati purtroppo
disastrosi:
i controlli hanno rilevato sospensioni scariche o comunque inefficienti
su oltre il 50% del campione. In Italia, sulle 1150 auto controllate fino
a luglio 2005 (chilometraggio medio di 81.000 km), ben 526 pari al 45,7%
non ha superato le verifiche.
Eppure l’efficienza del veicolo è uno
dei cardini del progetto europeo di dimezzamento della mortalità sulle
strade tra il 2000 e il 2010: e le sospensioni, insieme con freni e pneumatici,
vengono prima di qualunque altro elemento nel garantire la sicurezza
di marcia. Ammortizzatori inefficienti pregiudicano la funzionalità
non solo dei sistemi di assistenza alla guida (dall’ABS all’ESP), ma
incidono anche sulle prestazioni di base del veicolo: una frenata da 70
km/h in rettilineo con ammortizzatori scarichi al 50% e si allunga di 2,6
metri con il solo guidatore a bordo (dati TÜV Rheinland), che diventano
addirittura 12,1 metri con vettura a pieno carico (guidatore più tre passeggeri)
e fondo sconnesso (dati Automotive Safety Center Milano).
Senza contare la difficoltà del veicolo nel recuperare l’assetto,
che ne compromette seriamente la stabilità.Considerata l’evoluzione dei
sistemi di monitoraggio e diagnosi di bordo – basti ricordare quello per
la pressione abbinato ai pneumatici run-flat – non è però escluso che
arrivino a breve dispositivi in grado di misurare e segnalare lo stato
di inefficienza delle sospensioni. Dispositivi che potrebbero richiedere
qualche forma di elettronica decentrata, vicina alle sospensioni stesse,
anziché centrale come finora avviene nella maggior parte dei casi.
A partire dal 2004, Tenneco ha realizzato
un’indagine indipendente inviando squadre di propri tecnici presso gli
autoriparatori di tutta Europa, per verificare lo stato delle sospensioni
delle vetture in manutenzione, sicuramente di un campione significativo
per questo tipo di indagine. Va notato che non esiste nessuna norma che
regolamenti la manutenzione e sostituzione delle sospensioni, sebbene si
tratti di un elemento cruciale per la stabilità del veicolo. In parte per
la difficoltà di misurarne lo stato e in parte per carenze legislative,
il loro stato è così lasciato alla buona volontà
dei meccanici e, in
ultima analisi, degli automobilisti. Con risultati purtroppo
disastrosi:
i controlli hanno rilevato sospensioni scariche o comunque inefficienti
su oltre il 50% del campione. In Italia, sulle 1150 auto controllate fino
a luglio 2005 (chilometraggio medio di 81.000 km), ben 526 pari al 45,7%
non ha superato le verifiche.
Eppure
l’efficienza del veicolo è uno dei cardini del progetto europeo di
dimezzamento
della mortalità sulle strade tra il 2000 e il 2010: e le sospensioni,
insieme
con freni e pneumatici, vengono prima di qualunque altro elemento nel
garantire la sicurezza di marcia. Ammortizzatori inefficienti
pregiudicano
la funzionalità non solo dei sistemi di assistenza alla guida
(dall’ABS
all’ESP), ma incidono anche sulle prestazioni di base del veicolo: una
frenata da 70 km/h in rettilineo con ammortizzatori scarichi al 50% e si
allunga di 2,6 metri con il solo guidatore a bordo (dati TÜV Rheinland),
che diventano addirittura 12,1 metri con vettura a pieno carico (guidatore
più tre passeggeri) e fondo sconnesso (dati Automotive Safety Center
Milano).
Senza contare la difficoltà del veicolo
nel recuperare l’assetto, che ne compromette seriamente la
stabilità.Considerata
l’evoluzione dei sistemi di monitoraggio e diagnosi di bordo – basti
ricordare quello per la pressione abbinato ai pneumatici run-flat – non
è però escluso che arrivino a breve dispositivi in grado di
misurare
e segnalare lo stato di inefficienza delle sospensioni. Dispositivi
che potrebbero richiedere qualche forma di elettronica decentrata, vicina
alle sospensioni stesse, anziché centrale come finora avviene nella
maggior
parte dei casi.
Le sospensioni elettroniche attive
Tenneco ha sviluppato, ormai da qualche
anno, un’elettronica di controllo localizzata. Almeno per ora, però, il
motivo non è diagnostico, ma operativo: realizzare una sospensione
semi-attiva
in grado di adattarsi continuamente al fondo stradale. Si tratta della
sospensione CES, Continuously Controlled Electronic Suspension System,
“sospensione controllata elettronicamente in modo continuo”. Si tratta
di una sospensione semi-attiva: non viene regolata la rigidezza, affidata
a una normale molla (tranne che in alcuni casi come sull’Audi A6, che
offre le CES in abbinamento al pacchetto sospensioni pneumatiche) ma solo
lo smorzamento, ovvero il modo in cui il veicolo riassume l’assetto iniziale
dopo che le ruote si sono mosse rispetto alla cassa.
Ciò viene fatto attraverso una valvola
elettromeccanica realizzata dallo specialista svedese di sospensioni per
moto Ohlins, che lavora in continuo controllata da una centralina.
Questa decide il da farsi analizzando i dati raccolti da una serie di sette
sensori: quattro rilevatori di posizione montati vicino alle ruote e tre
accelerometri montati sulla scocca. L’ammortizzatore è a tre tubi,
in cui il terzo tubo consente il ricircolo dell’olio in modo che la valvola
possa realizzare un flusso continuo nella stessa direzione sia in compressione
che in estensione.
Il vantaggio competitivo di questo sistema è la sua grande rapidità
di intervento: i tempi di regolazione sono inferiori a 10 millesimi
di secondo: ciò significa in una percorrenza di meno di 20 cm se si procede
a 100 km/h. La valvola è in grado, in questi tempi fulminei, di
incrementare
o ridurre la capacità smorzante di un fattore 20: un’enormità rispetto
ai valori di smorzamento fissi delle sospensioni tradizionali, il che consente
di controllare efficacemente movimenti sia della scocca che delle ruote
fino a 20 Hertz migliorando in modo sensibile sia la tenuta di strada che
il comfort.
La grande attenzione per il progetto
CES è testimoniata dagli investimenti messi in atto per realizzarla
a Ermua mutuando dall’industria elettronica le metodologie più sofisticate
come la clean room in cui lavora il personale (per tenere le particelle
estranee lontane dalle componenti elettroniche), le macchine di pulizia
a ultrasuoni, l’impianto di cromatura ultra-preciso Dynachrome (ce
ne sono solo 4 in tutta Europa, di cui 3 in stabilimenti Tenneco). Il
problema di installare componenti elettroniche direttamente sulle sospensioni
è costituito dall’ambiente particolarmente ostile che vi si trova: urti,
umidità e polvere, senza contare i sali corrosivi che si incontrano vicino
al mare o in inverno. Per questo motivo le coperture degli steli e delle
valvole sono realizzate con un processo di cataforesi (analogo a quello
che viene fatto per le carrozzerie) in grado di proteggere molto efficacemente:
in laboratorio resiste a oltre 800 ore di nebbia salina, la condizione
in assoluto più impegnativa.
Tenneco ha sviluppato, ormai da qualche
anno, un’elettronica di controllo localizzata. Almeno per ora,
però, il
motivo non è diagnostico, ma operativo: realizzare una
sospensione semi-attiva
in grado di adattarsi continuamente al fondo stradale. Si tratta della
sospensione CES, Continuously Controlled Electronic Suspension System,
“sospensione controllata elettronicamente in modo continuo”. Si
tratta
di una sospensione semi-attiva: non viene regolata la rigidezza, affidata
a una normale molla (tranne che in alcuni casi come sull’Audi A6, che
offre le CES in abbinamento al pacchetto sospensioni pneumatiche) ma solo
lo smorzamento, ovvero il modo in cui il veicolo riassume l’assetto
iniziale
dopo che le ruote si sono mosse rispetto alla cassa.
Ciò
viene fatto attraverso una valvola elettromeccanica realizzata dallo specialista
svedese di sospensioni per moto Ohlins, che lavora in continuo controllata
da una centralina. Questa decide il da farsi analizzando i dati
raccolti
da una serie di sette sensori: quattro rilevatori di posizione montati
vicino alle ruote e tre accelerometri montati sulla scocca.
L’ammortizzatore
è a tre tubi, in cui il terzo tubo consente il ricircolo dell’olio
in
modo che la valvola possa realizzare un flusso continuo nella stessa direzione
sia in compressione che in estensione.
Il vantaggio competitivo di questo sistema
è la sua grande rapidità di intervento: i tempi di
regolazione sono
inferiori a 10 millesimi di secondo: ciò significa in una percorrenza di
meno di 20 cm se si procede a 100 km/h. La valvola è in grado, in questi
tempi fulminei, di incrementare o ridurre la capacità smorzante
di un
fattore 20: un’enormità rispetto ai valori di smorzamento
fissi delle
sospensioni tradizionali, il che consente di controllare efficacemente
movimenti sia della scocca che delle ruote fino a 20 Hertz migliorando
in modo sensibile sia la tenuta di strada che il comfort.
La
grande attenzione per il progetto CES è testimoniata dagli
investimenti
messi in atto per realizzarla a Ermua mutuando dall’industria elettronica
le metodologie più sofisticate come la clean room in cui lavora il
personale
(per tenere le particelle estranee lontane dalle componenti elettroniche),
le macchine di pulizia a ultrasuoni, l’impianto di cromatura
ultra-preciso
Dynachrome (ce ne sono solo 4 in tutta Europa, di cui 3 in stabilimenti
Tenneco). Il problema di installare componenti elettroniche direttamente
sulle sospensioni è costituito dall’ambiente particolarmente
ostile che
vi si trova: urti, umidità e polvere, senza contare i sali corrosivi che
si incontrano vicino al mare o in inverno. Per questo motivo le coperture
degli steli e delle valvole sono realizzate con un processo di cataforesi
(analogo a quello che viene fatto per le carrozzerie) in grado di proteggere
molto efficacemente: in laboratorio resiste a oltre 800 ore di nebbia salina,
la condizione in assoluto più impegnativa.
Il futuro
Queste attenzioni naturalmente hanno
un costo, ed è per questo che il sistema CES ha debuttato sull’alto
di gamma: di serie sulle Volvo Serie R e in opzione su S60 alla S80, come
pure sull’Audi A6, compresa la S6. Ma come sempre avviene con la tecnologia,
i costi stanno decrescendo e ci sono già progetti concreti per
altri
modelli dei Gruppi Ford, Volkswagen e DaimlerChrysler.
E Tenneco è convinta che entro il
2010 qualche forma di controllo elettronico delle sospensioni sarà disponibile,
almeno in opzione, su praticamente tutte le auto dei segmenti da D
in su, e sta lavorando a una versione semplificata, con meno sensori e
centraline integrate, per arrivare ad equipaggiare anche il segmento C.
L’aumento dei volumi dovrebbe dare il colpo di grazia ai costi, facendo
passare il montaggio su linee automatiche anziché manuali. Vista
la tendenza alla diffusione dei sistemi ESP, ormai comprensivi anche di
assistenza alla sterzatura, pare naturale che le sospensioni attive siano
il prossimo passo della strategia volta ad aumentare la sicurezza delle
vetture: che del resto, anche a prescindere dalle intenzioni dei nostri
legislatori, è ormai una delle voci che più pesano – vivaddio – nella
vendita di nuovi modelli. E anche senza il sostegno degli studi sul campo
con i loro inoppugnabili numeri restiamo dell’opinione che un bel
sistema
di sospensioni attive, efficiente e dal rilevante contenuto meccanico,
oltre che elettronico, siano comunque soldi ben spesi. Soprattutto
rispetto ai mille gadget che affollano le nostre automobili riempiendo
la plancia di tasti e le bilance di kg ormai difficili, in entrambi i casi,
da giustificare.
Queste attenzioni naturalmente hanno
un costo, ed è per questo che il sistema CES ha debuttato
sull’alto
di gamma: di serie sulle Volvo Serie R e in opzione su S60 alla S80, come
pure sull’Audi A6, compresa la S6. Ma come sempre avviene con la
tecnologia,
i costi stanno decrescendo e ci sono già progetti
concreti per altri
modelli dei Gruppi Ford, Volkswagen e DaimlerChrysler.
E
Tenneco è convinta che entro il 2010 qualche forma di controllo
elettronico
delle sospensioni sarà disponibile, almeno in opzione, su praticamente
tutte le auto dei segmenti da D in su, e sta lavorando a una versione
semplificata, con meno sensori e centraline integrate, per arrivare ad
equipaggiare anche il segmento C.
L’aumento dei volumi dovrebbe dare il
colpo di grazia ai costi, facendo passare il montaggio su linee automatiche
anziché manuali. Vista la tendenza alla diffusione dei sistemi ESP,
ormai comprensivi anche di assistenza alla sterzatura, pare naturale che
le sospensioni attive siano il prossimo passo della strategia volta ad
aumentare la sicurezza delle vetture: che del resto, anche a
prescindere
dalle intenzioni dei nostri legislatori, è ormai una delle voci che
più
pesano – vivaddio – nella vendita di nuovi modelli. E anche senza il
sostegno degli studi sul campo con i loro inoppugnabili numeri restiamo
dell’opinione che un bel sistema di sospensioni attive, efficiente
e dal rilevante contenuto meccanico, oltre che elettronico, siano comunque
soldi ben spesi. Soprattutto rispetto ai mille gadget che affollano
le nostre automobili riempiendo la plancia di tasti e le bilance di kg
ormai difficili, in entrambi i casi, da giustificare.