Le automobili più leggere sono ovviamente più efficienti. Per questo Mercedes-Benz ha nettamente ridotto il peso della futura Classe C. Con la sua intelligente ed innovativa struttura leggera la carrozzeria ibrida in alluminio pesa circa 70 kg in meno di una tradizionale costruzione in acciaio. Il peso complessivo della vettura scende addirittura di circa 100 kg, eleggendo la nuova Classe C a «leader di leggerezza» nel suo segmento. I vantaggi immediati sono molti: la struttura leggera della nuova Classe C contribuisce ad un abbattimento dei consumi del 20% circa senza riduzioni di potenza e permette al tempo stesso di abbassare il baricentro, a beneficio di prestazioni chiaramente agili e sportive.
Mercedes-Benz compie il balzo tecnologico nell’alleggerimento della struttura ricorrendo soprattutto ad una progettazione completamente nuova e facendo uso di alluminio, componenti in acciaio lavorati a caldo e acciai ultraresistenti in proporzioni notevoli per una vettura prodotta in grande serie. La percentuale di questi materiali rispetto al fortunato modello precedente è pertanto cresciuta notevolmente.
Serie precedente Nuova Classe C
Alluminio (lamiera e pezzo fuso) 9% (4%) 48% (24%)
Componenti in acciaio lavorati a caldo 3% (4%) 8% (12%)
Lamiere d’acciaio ultraresistenti 3% (3%) 4% (4%)
Dati in percentuale di superficie (percentuale di peso)
Solo l’impiego di questi materiali ha consentito di ridurre di circa 40 kg la scocca rispetto alla berlina del modello precedente. Inoltre la carrozzeria, composta da parafango anteriore, cofano motore, cofano bagagliaio, porte e rivestimento del tetto, è stata realizzata quasi interamente in lamiera di alluminio, contribuendo in maniera determinante alla riduzione del peso. L’alloggiamento multifunzione è composto da materiale termoplastico rinforzato in fibra di vetro.
Ulteriori vantaggi, sia in termini di peso, sia per altre importanti caratteristiche della carrozzeria, sono stati conseguiti dagli ingegneri con l’impiego intelligente di una struttura leggera. Per questo ogni dettaglio è stato riprogettato in maniera oculata, senza limitarsi a sostituire l’acciaio con l’alluminio. Lo scopo non consisteva infatti solo nella riduzione del peso, ma anche nell’ottenere una scocca che fissasse nuovi parametri di riferimento sotto molti altri aspetti, con valori di performance mai visti prima in questo segmento, ad esempio per rigidità iniziale dell’autotelaio nella carrozzeria o per proprietà NVH (Noise, Vibration, Harshness, ossia rumore, vibrazioni, ruvidità). Tutti questi provvedimenti comportano essenzialmente un’ottimizzazione del rumore di rotolamento della vettura.
RIPROGETTARE LA SCOCCA
Per prima cosa si è provveduto a riprogettare la scocca. I progettisti hanno ad esempio sfruttato la maggiore libertà di lavorazione offerta dalla pressofusione dell’alluminio rispetto all’acciaio. Così, la carrozzeria è costituita da nove componenti di grandi dimensioni realizzati mediante fusione. Diversi componenti sono stati integrati e raggruppati in un unico pezzo pressofuso, che invece nelle strutture tradizionali dovrebbe necessariamente essere composto da diverse parti in acciaio. In questo modo si possono integrare diverse funzioni in un solo componente e sfruttare al meglio lo spazio di montaggio.
Ad esempio, tutti gli ammortizzatori dell’avancorpo e della coda sono alloggiati in tali complessi getti d’alluminio rigidi. Tra gli altri dettagli progettuali figurano sezioni maggiori e rinforzi di stabilizzazione calcolati con precisione nel pianale e nella paratia parafiamma. Per il fissaggio sicuro dei componenti tra loro vengono impiegati adesivi ad alta resistenza in grande quantità. Anche questo contribuisce a una maggiore rigidità della carrozzeria.
SICUREZZA
Seguendo la tradizione Mercedes-Benz, la carrozzeria è anche progettata per garantire una sicurezza esemplare in caso di collisione. La berlina soddisfa non soltanto tutte le leggi nazionali e internazionali attualmente in vigore, ma anche tutti i rating e i ben più severi requisiti di sicurezza Mercedes-Benz che fanno riferimento all’infortunistica reale. Il nucleo strutturale è una cellula di sicurezza altamente indeformabile, costituita soprattutto da lamiere d’acciaio ad alta e ad altissima resistenza e da lamiere dallo spessore graduato in base alle sollecitazioni. Molte sezioni sono costituite da acciai lavorati a caldo, che grazie a questo processo produttivo risultano molto duri e si deformano meno velocemente.
La cellula di sicurezza estremamente stabile è circondata da zone a deformazione programmata, calcolate prima e collaudate poi in condizioni pratiche, che grazie ai percorsi ottimizzati di propagazione della forza d’urto e alla combinazione di getti di alluminio e materiali ultra-altoresistenziali producono risultati eccezionali nei test di collisione (es. Euro NCAP e US NCAP) e garantiscono la massima sicurezza agli occupanti.
La struttura anteriore ad assorbimento programmato di energia è costituita essenzialmente dai tre componenti di seguito esposti.
· I longheroni anteriori sono imbullonati con il supporto dell’asse e del motore realizzato in acciaio ad alta resistenza e sono allungati in avanti e indietro per indirizzare le forze in modo mirato nella struttura del pianale. In caso di forte impatto frontale il telaio ausiliario si deforma in modo definito, al fine di evitare intrusioni nella cellula dell’abitacolo.
· In quanto zone d’impatto intermedie, i longheroni anteriori principali sono stati perfezionati nella loro geometria per migliorare la cinematica in caso di urto. Grazie alla tecnica di giunzione mediante saldatura a laser, di nuova introduzione in questa sezione, è stato possibile, ad esempio, applicare elementi di rinforzo su entrambi i lati, finalizzati principalmente a migliorare la rigidità. Gli elementi per l’assorbimento dell’energia d’urto che prolungano i longheroni laterali in direzione delle ruote anteriori fungono da primo supporto in caso di collisione frontale.
· Il secondo piano longitudinale è costituito da una terza struttura portante disposta al di sopra dei longheroni anteriori, finalizzata ad aumentare ulteriormente la resistenza alla deformazione in caso di impatto frontale.
Un elemento tubolare IHU (deformazione interna ad alta pressione) piegato e strutture in alluminio pressofuso con rinforzi supplementari, che finora venivano impiegati solo nei modelli cabrio, completano il frontale. Un ulteriore rinforzo in acciaio ad altissima resistenza, posto tra il duomo dell’ammortizzatore e la traversa del parabrezza sul lato guida, serve a distribuire le forze del livello superiore di longheroni e a ridurre l’arretramento dello sterzo e dei pedali.
La zona posteriore è realizzata con una struttura ibrida in alluminio con componenti dei longheroni e delle traverse in getto pressofuso di alluminio e acciai ad alta resistenza. Gli spessori scanalati delle lamiere dei longheroni posteriori del pianale provvedono a un comportamento di deformazione mirata in caso di impatto posteriore.
Profili di rinforzo nell’area della linea di cintura e all’altezza dei paraurti incrementano la rigidità e la stabilità delle porte in alluminio. Le zone delle maniglie sono ulteriormente protette da rinforzi disposti ad anello. La struttura delle fiancate è rinforzata soprattutto con materiali ultraresistenti lavorati a caldo. Ciò comporta, in caso di collisione laterale, un’ideale protezione dei passeggeri, alla quale concorre in maniera determinante la strutturazione del montante centrale. La parte terminale del frontale e quella della coda sono smontabili, agevolando così le operazioni di riparazione.
COFANO ATTIVO
Contribuisce in maniera rilevante alla sicurezza dei pedoni il cofano motore attivo della nuova Classe C. In caso di impatto con un pedone, il cofano si solleva di 80 millimetri in una frazione di secondo, offrendo così uno spazio maggiore tra il cofano motore stesso e i componenti nel vano motore. In questo modo la testa del pedone subisce una minore accelerazione complessiva durante l’urto: questo può salvargli la vita. Dal punto di vista tecnico il cofano motore attivo si basa su una serie di sensori associati ad algoritmi intelligenti, che azionano attuatori pirotecnici nell’area delle cerniere del cofano motore, sollevandolo. Caratteristiche di deformabilità particolarmente efficaci completano la dotazione tecnica del cofano motore, che per la prima volta è stato realizzato mediante una struttura a telaio con parte esterna in alluminio: il compromesso ideale tra rigidità e ottima protezione dei pedoni, poiché riduce ulteriormente le sollecitazioni in caso di impatto.