08 marzo 2010

Alfa Romeo Giulietta, la tecnica!

Alfa Romeo rende noto il listino ufficiale della nuova Giulietta. In 20 pagine vi sveliamo inoltre le novità tecniche: la Nuova Architettura “Compact”, i materiali, l'impianto frenante, l' Electronic Q2, il nuovo servosterzo..

Introduzione



In allegato, cliccando il bottone in alto, trovate il listino ufficiale della nuova Giulietta.


Alfa Romeo ha svelato  in anteprima ciò che c’è sotto il vestito della Giulietta, la Nuova Architettura “Compact”. Progettata per soddisfare le aspettative dei guidatori più esigenti in termini di tenuta di strada, agilità e sicurezza, garantisce secondo la Casa italiana sia elevate performance dinamiche sia un elevato comfort, grazie:

•        alle raffinate soluzioni tecniche scelte per le sospensioni;
•        a un sistema sterzante di nuova generazione;
•        alla struttura rigida e leggera realizzata utilizzando materiali come l’alluminio e gli acciai alto resistenziali e tecnologie produttive all’avanguardia.




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Posizionamento...





Prosegue la strategia di razionalizzazione delle architetture di Fiat Group Automobiles - preceduta dalle piattaforme “Mini” per il segmento A e “Small” per i segmenti B ed L0 - e rappresenta un vero e proprio “punto di rottura” rispetto ai pianali precedenti per i nuovi contenuti introdotti, i materiali utilizzati e i livelli prestazionali raggiunti. A partire dall’ analisi di posizionamento sul mercato rispetto alla concorrenza, sono stati definiti i livelli prestazionali obiettivo per ciascuna performance: l’attività tecnica svolta in queste fasi ha permesso di tradurre questi obiettivi qualitativi in precise specifiche tecniche per il progetto di tutti i sistemi/componenti coinvolti.

Analizziamo due delle caratteristiche più apprezzate e percepite dai clienti: il comfort dinamico ed il comportamento su strada.

Eccellere in entrambe le caratteristiche significa porsi in diretta concorrenza con i migliori del mercato, cioè con chi ha saputo conciliare meglio questi due importanti aspetti, senza sconti. In generale per tutte le prestazioni citate, gli obiettivi per la nuova architettura sono stati quelli di raggiungere la “best in class area”.  


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Le modifiche..




Per comprendere appieno le novità tecniche introdotte ed il livello di performance raggiunto è necessario approfondire la conoscenza dei principali sistemi dell’architettura. Il pianale è il “cuore” dell’Architettura in quanto accoglie su di sé tutti gli altri sistemi che formano l’architettura.

Il colore verde indica i pochissimi particolari ereditati dal pianale precedente: essenzialmente le due pedane, il cui impatto sulle prestazioni globali è piuttosto modesto.
In giallo i particolari geometricamente simili, ma modificati in termini di materiali e spessori per un incremento di prestazioni e di rigidezza.
In rosso invece tutte le parti che hanno subito una completa riprogettazione.

Nuova quindi la struttura anteriore con terza linea di carico e nuovo il pavimento posteriore per accogliere la sofisticata sospensione posteriore Multilink.

Le novità..




Come si può facilmente vedere dalla “visual bill-of-material” di tutti gli altri sistemi, la riprogettazione è stata pressocchè totale:

•        nuove le sospensioni anteriore e posteriore;
•        nuovo il sistema sterzante di tipo Electric-Power-Steering direttamente su scatola guida;
•        nuovi i sistemi motore di aspirazione, alimentazione e scarico;
•        persino la climatizzazione ha subito una evoluzione sostanziale.

I materiali




Il pianale rappresenta un salto generazionale in termini di materiali impiegati.

L’intera struttura è ora sensibilmente più resistente e prestazionale, senza però avere subito un incremento di peso rispetto alla generazione precedente.
Tutto questo grazie all’impiego sempre più esteso di materiali alto ed ultra alto resistenziali, che coprono ora più del 90% della massa totale del sistema: alcune delle parti strutturali, che hanno il compito di garantire elevata resistenza e buona capacità di assorbire gli urti con deformazioni contenute, sono state realizzate in acciaio  stampato  a caldo.

Peso inferiore...




Per alcune parti strutturali avvitate alla struttura della scocca sono stati utilizzati materiali leggeri:

•        la traversa anteriore di collegamento puntoni anteriori e la terza linea di carico sono realizzate in estrusi di alluminio;
•        sono in Xenoy, un materiale termoplastico con ottime capacità di assorbimento energetico in rapporto al peso, la traversa paraurti posteriore e gli elementi di assorbimento di energia della terza linea di carico, che hanno la funzione di assorbire l’energia degli urti con ostacoli a bassa velocità e di sostenere il paraurti nell’urto contro un pedone.
      Con tali soluzioni sono stati risparmiati 8,5 kg sull’anteriore e 4kg sul posteriore rispetto alle tradizionali strutture in acciaio, senza penalizzare le prestazioni di sicurezza.

Passi differenti...




Nella progettazione del pianale sono state introdotte parti di struttura che permettono l’impiego di questa architettura su famiglie di vetture con passi differenti: la modularità è garantita da alcuni lamierati del pavimento centrale e dai longheroni laterali e non coinvolge nessun elemento delle strutture anteriore e posteriore, consentendo quindi di contenere al massimo gli investimenti e l’applicabilità senza modifiche di tutti i sistemi veicolo.

Lega di magnesio



L’alleggerimento dell’architettura non si è limitato alle sole parti di pianale ma ha coinvolto anche alcuni elementi strutturali degli interni. Per la traversa sottoplancia è stata utilizzata una lega di magnesio adatta al processo di trasformazione della “pressocolata ad alta pressione”: ciò ha consentito di alleggerire il componente del 35% rispetto ad una soluzione in acciaio tradizionale (il magnesio ha una densità oltre quattro volte inferiore a quella dell’acciaio) e di raggiungere gli obiettivi di sicurezza passiva e di NVH del veicolo, ma anche di sfruttare in modo completo lo spazio di design e di ottimizzare le sezioni resistenti e gli spessori. Il risultato finale vede una riduzione complessiva di 4 Kg con il raggiungimento di elevati valori di rigidezza strutturale (38,5 Hz per la prima frequenza propria), a garanzia di ottima qualità vibrazionale di plancia e volante.

Ossatura tubolare stampata in acciaio



Anche l’ossatura del sedile posteriore è stata riprogettata per cogliere le opportunità di alleggerimento offerte da un approccio “multimateriale”: all’ossatura tubolare stampata in acciaio, che ha eccellenti caratteristiche di rigidezza e resistenza, sono stati abbinati pannelli in materiale termoplastico rinforzato, che ha consentito l’integrazione degli elementi di fissaggio della sellatura. Non sono stati compromessi gli obiettivi di ergonomia, comfort e sicurezza ed inoltre si è garantito un piano di carico pressoché piatto con schienale abbattuto. L’alleggerimento è notevole sia in termini relativi (-35%) ma anche assoluti (- 8 kg per veicolo).

Il nuovo climatizzatore..





La ricerca dell’efficienza ha portato a rivedere anche i sistemi che contribuiscono alla percezione di comfort dell’utente: così il sistema di climatizzazione è stato espressamente concepito per realizzare all’interno dell’abitacolo le migliori condizioni di comfort climatico ma con un ridotto impatto sui consumi.
Per gestire al meglio il feeling degli occupanti è stata variata anche la tipologia di sensori che riconosce lo stato dell’abitacolo e controlla la temperatura e la diffusione dell’aria: un sensore di Temperatura Media Radiante, abbinato ad un sensore di umidità, monitora costantemente le condizioni termo-igrometriche dell’abitacolo, mentre altri sensori controllano la qualità e la temperatura dell’aria esterna.

Tutte queste informazioni vengono elaborate da un software di controllo da noi sviluppato per pilotare in modo ottimale la cilindrata di un compressore a controllo elettronico e la distribuzione dell’aria. Viene così ottenuto il risultato di sfruttare al meglio la potenza dell’impianto riducendo significativamente i sovra-consumi di carburante (-30% rispetto ad un sistema tradizionale), pur mantenendo un’ottimale percezione di comfort e un miglior controllo del disappannamento.

Sospensioni anteriori...





Anche le sospensioni anteriori e posteriori hanno subito un’evoluzione rispetto agli schemi proposti in precedenza, per poter essere meglio integrate nella nuova architettura e per consentire il mantenimento della posizione fra i migliori del segmento per il comportamento dinamico.
Inoltre, fra i riferimenti per la nuova Alfa Romeo Giulietta vi era l’ottimo comportamento stradale dell’Alfa 147, che è stata tra i best in class del segmento C per le prestazioni di handling e di guida sportiva.

Così la sospensione anteriore di tipo Mc Pherson è stata rivista per offrire:
-         la massima rigidezza sotto i carichi laterali, grazie al ridisegno delle geometrie dei bracci e dei montanti ed alla presenza dei cuscinetti flangiati di seconda generazione;
-         la massima leggerezza, attraverso l’impiego dell’alluminio per i montanti (si risparmiano 4 kg rispetto ad una soluzione in ghisa);  
-        e la perfetta integrazione con le strutture anteriori di cui la traversa è parte integrante, per le prestazioni sia di crash, essendo connessa alla terza linea di carico, sia di confort vibrazionale grazie ad un profilo piatto.

..e quelle posteriori



La sospensione posteriore è completamente nuova: lo schema è ora un sofisticato Multilink evoluto che può fornire ottime prestazioni di handling e comfort senza penalizzare il volume utile del vano bagagli, non vincolato in larghezza dalla presenza della molla come nello schema Mc Pherson.
La particolare configurazione Multilink studiata per l’architettura Compact, consente di concentrare sul braccio longitudinale gran parte delle funzioni della sospensione; realizzando poi gli stessi bracci completamente in alluminio, si è potuto quindi ottenere un risparmio di peso di oltre 10kg rispetto ai tradizionali Multilink.
La presenza di cuscinetti flangiati, come per l’anteriore, garantisce ottima rigidezza sotto carico laterale, mentre la geometria delle boccole permette elevata flessibilità longitudinale per assorbire le asperità stradali, a tutto vantaggio del comfort dinamico dei passeggeri. Inoltre, il nuovo schema si presta facilmente all’adozione della trazione integrale e consente, come per le vetture da competizione, la regolazione separata di campanatura e convergenza.

Sterzo




Anche il sistema sterzante è completamente nuovo: l’unità Electric Power Steering su cremagliera al posto della Hydraulic Power Steering unisce ad un ottimo feeling di sterzo le potenzialità di integrazione con i sistemi attivi ed gli aspetti di sicurezza. Il motore elettrico di asservimento è calettato direttamente sulla cremagliera invece che sulla colonna sterzo: questa architettura permette di raggiungere un feeling di sterzo “naturale”, perché è minore la percezione dell’inerzia del motore elettrico (problema comune ai sistemi con motore montato su colonna sterzo), e fornisce allo stesso tempo maggiore spazio nella zona delle ginocchia, aspetto rilevante ai fini della sicurezza passiva.
Contribuisce alla performance di sicurezza secondo il rating EuroNCAP la collassabilità del piantone di nuova progettazione: in urto frontale al volante è consentito un arretramento che limita il carico sul torace del guidatore.

Impianto frenante...




La sicurezza attiva è assicurata anche da significativi aggiornamenti del sistema frenante, disponibile in tre nuove declinazioni a seconda del rapporto peso/potenza delle vetture.
Le pinze posteriori in alluminio garantiscono un eccellente rapporto peso/prestazioni, così come la pinza anteriore Brembo fissa, in alluminio, per le versioni più prestazionali.
Il rapporto ottimale fra la corsa pedale e la dimensione del servofreno (11 pollici) permette il completo sfruttamento della capacità frenante disponibile, ponendo l’architettura Compact ai vertici del segmento in termini di feeling e potenza frenante.

Insonorizzazione...



Particolare attenzione è stata posta nella riduzione dell’emissione acustica del motopropulsore sia in condizioni di minimo che in marcia. Importanti contributi sono dati dall’applicazione del recuperatore di giochi “cam to cam”, del “piston pin offset” e dall’ottimizzazione del giro cinghie della distribuzione. Inoltre, per la riduzione del rumore è stato adottato un cover motore esteso e insonorizzanti aggiuntivi posti direttamente sugli iniettori, sul coperchio della distribuzione e sulla turbina.

Anche gli elementi elastici di filtraggio delle vibrazioni motore sono stati ottimizzati in geometria e materiale, così come sono state curate la rigidezza locale dei punti di attacco del motopropulsore alla scocca e la capacità di trasferimento acustica tra motopropulsore e interno abitacolo attraverso i pannelli.
Per una miglior insonorizzazione della vettura è stato utilizzato un rivestimento preformato all’interno dell’abitacolo in grado di non lasciare passaggi scoperti nelle zone di interfaccia con i componenti fissati sul parafiamma, come il gruppo riscaldatore.
Grazie a questi interventi la misura dell’indice di articolazione misurato su strada dimostra che la Alfa Romeo Giulietta si collocherà ai vertici della sua categoria.

Sicurezza




Per la messa a punto delle prestazioni di sicurezza, con l’obiettivo di raggiungere i più alti punteggi del rating EuroNCAP (reso più severo da questo mese), i progettisti ed il Centro Sicurezza FIAT hanno preso in esame tutti i tipi di possibile incidente: urti frontali, laterali, ribaltamento, tamponamento e urti contro pedone. Si sono tenute in considerazione, inoltre, le diverse velocità alle quali possono avvenire gli urti, i differenti tipi di ostacolo e la tutela di occupanti con caratteristiche fisiche anche molto diverse.
La progettazione e validazione di queste prestazioni è avvenuta quasi totalmente in virtuale per più di quindicimila ore di calcoli mentre la messa a punto e verifica sperimentale finale ha comportato circa 80 crash test, 150 prove su slitta HyGe e più di 100 prove su componenti e sottosistemi.

L’intera struttura della architettura è stata progettata per garantire le migliori prestazioni di sicurezza passiva.

E’ stata introdotta una terza linea di carico che, unita all’ossatura anteriore mediante robusti collegamenti verticali ed orizzontali, realizza una struttura frontale omogenea in grado di uniformare la risposta del veicolo in urto frontale, indipendentemente dal tipo di ostacolo/veicolo impattato. Ciò permette un breakthrough sia per la “partner protection”, in quanto la vettura è meno aggressiva negli urti frontali o laterali con un altro veicolo, sia per la “self protection”, in quanto il profilo di decelerazione è più omogeneo e rende  più efficace la protezione offerta dal sistema di ritenuta.
Inoltre l’aggiunta della terza linea di carico aumenta la capacità di assorbimento di energia del frontale veicolo e riduce sia le forze inerziali che le intrusioni in abitacolo, innalzando pertanto la severità degli urti alla quale è garantita una protezione ottimale degli occupanti.



Alla prestazione di sicurezza contribuiscono, oltre alla struttura frontale, i numerosi e sofisticati dispositivi adottati per la nuova architettura Compact all’interno dell’abitacolo:
•        6 airbag (frontali anteriori, window-bag e bag laterali, tutti di serie sull’intera gamma);
•        le cinture a tre punti con doppio pretensionatore e limitatore di carico;
•        i quattro appoggiatesta;
•        e gli attacchi Isofix sui posti posteriori laterali.
Inoltre aggiungono protezione agli occupanti:
•        la pedaliera e il piantone collassabile;
•        i sedili anteriori dotati di sistema antiwhiplash di seconda generazione;
•        il rivestimento sottoplancia che minimizza il rischio di lesioni agli arti inferiori in caso di urto frontale;
•        e l’innovativo side bag frontale, la cui area di protezione si estende dal bacino fino alla spalla dell’occupante.

Comfort..




Dal punto di vista del “comfort” i dati sperimentali ci comunicano che l’Alfa Romeo Giulietta è allineata alla migliore concorrenza come percezione delle vibrazioni. I severi e ripetuti rilievi su tutti i tipi di fondo stradale dimostrano attraverso i valori misurati delle accelerazioni che entrano in abitacolo la capacità di assorbimento degli ostacoli ottenuta grazie al filtraggio longitudinale e verticale delle sospensioni.  
Se consideriamo globalmente queste due prestazioni, l’Alfa Romeo Giulietta è la migliore vettura del segmento C.

Handling




Il gradiente di rollio è una prestazione fondamentale per la percezione di sportività della vettura: il contenimento dei moti di cassa conferisce al guidatore un maggiore feeling di agilità sui percorsi tortuosi. Il risultato è raggiunto controllando la posizione del baricentro e del centro di rollio della vettura con le geometrie delle sospensioni e bilanciando le rigidezze degli assi anteriore e posteriore attraverso la taratura congiunta delle flessibilità delle molle e delle barre antirollio.

La Giulietta, da vera Alfa Romeo, si pone al vertice della categoria con il gradiente di rollio più basso.

Altra caratteristica legata alla sportività della vettura è il ritardo di risposta nell’inserimento in curva, percepito come prontezza e precisione nella guida e, di riflesso, come sicurezza attiva. La prestazione è il risultato dell’ottimizzazione nella ripartizione delle rigidezze degli assi anteriore e posteriore, della geometria delle sospensioni, della taratura degli ammortizzatori e del rapporto di sterzo. Le valutazioni oggettive mostrano che la Giulietta è al vertice della categoria grazie al minor tempo di risposta nell’inserimento in curva rispetto alle vetture concorrenti.  

DNA




L’Alfa Romeo Giulietta non è una vettura completamente “passiva”, il suo comportamento, cioè, non è solo determinato dai sottosistemi meccanici. Attraverso il “DNA”, caratteristica peculiare delle nuove Alfa Romeo, è possibile per il guidatore selezionare diverse tipologie di risposta della vettura, ottenute con l’intervento dei sistemi “attivi” nel variare le caratteristiche dinamiche della Giulietta.

Il DNA gestisce i parametri di controllo di tutti i sistemi attivi della vettura.

In dettaglio le funzionalità attive controllate sono:
•        VDC/ASR
•        Q2 Elettronico
•        Pre-fill

La funzione VDC - la versione Alfa Romeo dell’ESP – è sempre di serie su Giulietta anticipando così la legislazione europea in merito. In particolare, grazie a tre differenti tarature del selettore DNA, è possibile adeguare il VDC della vettura alle differenti condizioni stradali e ai differenti stili di guida:
A - All weather: gli interventi sono più conservativi per aumentare la sicurezza quando sono critiche le condizioni della superficie stradale (neve/ghiaccio, pioggia)
N - Normal: gli interventi sono adeguati per uno stile di guida votato al comfort  con il manto stradale che non presenta condizioni critiche
D - Dynamic: Il tuning del VDC ha una taratura più “libera” quindi meno invasiva che si adegua a una guida tipicamente sportiva.

Q2 elettronico





La funzionalità dell’electronic Q2 è attiva selezionando la funzione “Dynamic” del DNA. E’ la versione elettronica del Q2 meccanico: grazie all’intervento attivo del sistema frenante si evita la perdita di aderenza della ruota interna quando il guidatore richiede coppia in curva. Questo si traduce in un incremento di trazione e di guidabilità fortemente percepito dal guidatore.

Il Pre-Fill è una nuova funzionalità, attiva in modalità Dynamic del DNA, che dà al guidatore la massima prontezza in frenata attraverso il sistema VDC. In dettaglio, la centralina di controllo riconosce, dalla velocità di rilascio del pedale dell’acceleratore, la volontà del guidatore di effettuare una frenata. A questo punto il VDC incrementa di alcuni bar la pressione all’interno dell’impianto frenante recuperando tutti i giochi e creando la sensazione di prontezza nel generare la frenata e riducendone i tempi.  

Il Dynamic Steering Torque è una funzione nata dall’integrazione fra il controllo dello sterzo ed il sistema VDC. Il DST dà al guidatore un feed-back di coppia sul volante che lo aiuta nell’esecuzione corretta di una manovra critica, prima che il VDC intervenga perché sono stati raggiunti i limiti della vettura. La manovra tipica è la gestione del sovrasterzo in condizioni di bassa aderenza. Il grafico mostra che il gradiente d’assetto con funzionalità DST attiva (in rosso)  risulta essere minore rispetto al caso in cui non è attiva (in blu),  in quanto il guidatore è aiutato dal feed-back di coppia sul volante.
Il DST non si sostituisce al VDC, ma ne integra la funzione di sicurezza attiva.

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