03 settembre 2012

Ferrari F12berlinetta, la tecnica

Con l'ausilio delle "slide" di Maranello, ci addentraimo un po' di più nelle caratteristiche tecniche della nuova Ferrari F12berlinetta e il suo 12 cilindri anteriore-centrale....

In sintesi

Dal 1947 ogni volta che Ferrari presenta una vettura 12 cilindri qualcosa di magico accade. Sarà perché la prima, la 125 S, era un V12, sarà perché i puristi lo considerano “il motore” per antonomasia, fatto sta che la nascita di una vettura di questo tipo segna sempre in modo indelebile l’inizio di una nuova epoca. Nella storia della Casa di Maranello ci sono modelli 12 cilindri con motore anteriore ormai entrate di diritto nel gotha dell’automobilismo per i livelli tecnologici raggiunti e i risultati conquistati.

Basti ricordare alcune sigle mitiche, come la 375 America del 1953, con motore derivato direttamente dalla F1 di quegli anni, per passare poi alla 250 GTO dei primi anni ‘60, perfetta sintesi di prestazioni e stile

In questo parziale elenco non può certo mancare la 365 GTB4 del 1969, la cosiddetta Daytona, che grazie all’equilibrio della sua architettura era in grado di offrire sensazioni di guida uniche. Motori e vetture oggi ricercate dai collezionisti di tutto il mondo e che hanno rappresentato dei veri salti generazionali quando furono prodotte. Oggi la storia si rinnova e la F12berlinetta non è solo un nuovo 12 cilindri anteriore-centrale ma la capostipite di una nuova generazione di questo tipo di vetture.

La più prestazionale ad oggi mai prodotta da Ferrari, che sa coniugare le potenze estreme con un’efficienza unica tanto da raggiungere livelli di consumi ed emissioni minori del 30% rispetto alla generazione precedente

La sfida per ingeneri e tecnici è stata quella di creare una vettura a motore anteriore, dalle altissime prestazioni, in grado però di offrire grandi emozioni di guida anche a basse velocità. Un compito ancora più difficile perché doveva migliorare il progetto della 599 GTB Fiorano, giudicata da molti la più bella Ferrari di sempre. L’impegno degli uomini di Maranello ha dato vita ad una vettura dotata di un nuovo  motore, da 740 CV e coppia di 690 Nm. Propulsore, e posto guida sono stati abbassati, il passo ridotto e il nuovo layout di sospensioni e cambio ha permesso di contenere le dimensioni del posteriore: è dunque più compatta rispetto alla 599 GTB Fiorano.

Vanta infine una distribuzione ideale del peso con il 54% sul posteriore e un baricentro abbassato e arretrato

Grazie a tutte queste caratteristiche la F12berlinetta è capace di raggiungere prestazioni eccezionali: 0-200 km/h in 8,5” e un tempo sul giro a Fiorano pari a 1’23”. Anche il telaio spaceframe e la scocca della F12berlinetta sono di nuova concezione, con 12 differenti leghe di alluminio di cui alcune usate per la prima volta nel settore automotive e diverse tecnologie di assemblaggio e giunzione dei componenti. Questo ha permesso di contenere il peso a 1.525 kg e massimizzare l’efficienza prestazionale, con una rigidità torsionale incrementata del 20%. Come su ogni Ferrari l’aerodinamica e lo stile sono stati sviluppati in modo integrato, dando vita a molte soluzioni innovative.

 

Ferrari F12berlinetta, la tecnica

Tra queste l’Aero Bridge, che per la prima volta sfrutta il cofano motore nella creazione del carico verticale, e l’Active Brake Cooling, ovvero portelle di raffreddamento delle prese aria freni che si aprono automaticamente in funzione delle temperature

La F12berlinetta raggiunge così la più alta efficienza complessiva mai ottenuta su una Ferrari (1,12 valore raddoppiato rispetto alla 599 GTB Fiorano) con un cx di 0,299 e un carico verticale di 123 chili a 200 km/h. Frutto della collaborazione tra Centro Stile Ferrari e Pininfarina, la F12berlinetta è caratterizzata da un design basato sull’equilibrio delle proporzioni. Uno stile originale e innovativo con elementi tipici della tradizione delle 12 cilindri Ferrari.

 

 

Ferrari F12berlinetta 2012 Statiche
Ferrari F12berlinetta Statiche
 
Ferrari F12berlinetta 2012 Dinamiche
Ferrari F12berlinetta 2012 Dinamiche
 
Ferrari F12berlinetta 2012 Dinamiche in Pista
Ferrari F12berlinetta 2012 Dinamicha in Pista

Video

 

 

 

 

 

Motore e cambio

Il motore V12 a 65°di 6.262 cm3, ad iniezione diretta a 200 bar, raggiunge prestazioni mai ottenute prima da un 12 cilindri aspirato. La potenza massima è di 740 CV a 8250 giri/min, la potenza specifica tocca il valore record di 118 CV/l. La sportività è assicurata dalla coppia massima di 690 Nm, l’80% di quest’ultima disponibile già a 2500 giri, con una spinta inesauribile fino al limitatore a 8700 giri. Il motore, esattamente come quelli sviluppati per la F1, ha una bassissima inerzia e quindi sale di giri in modo rapidissimo.

Ferrari F12berlinetta, la tecnica

L’emozione di guida è amplificata dal sound di scarico ricco e pieno, caratteristico dei V12 aspirati Ferrari. Le prestazioni sono indicative anche dell’altissimo livello di efficienza di questo motore, che riduce i consumi e le emissioni del 30% grazie al sistema Stop&Start, all’alternatore “smart”, alla funzionalità “multispark” e alle numerose soluzioni tecniche per la riduzione degli attriti che rendono la F12berlinetta “best in class” per quanto riguardail rapporto potenza/emissioni.

Il rapporto di compressione è stato aumentato fino a 13,5:1 ed è stata adottata la nuova centralina ionizzante 3.0 che garantisce il controllo della detonazione ed il riconoscimento del misfire.

Questa centralina presenta la funzionalità “multispark”che consente di generare in successione tre scintille di intensità e durata diversa, strategia che ai bassi regimi ottimizza la combustione a vantaggio dei consumi. Il propulsore è equipaggiato con il sistema Stop&Start e l’alternatore “smart” per ricaricare la batteria solo quando non è richiesta potenza. È stato poi effettuato un accurato lavoro di riduzione degli attriti e delle contropressioni di scarico e depressioni in aspirazione.

Ferrari F12berlinetta, la tecnica

 

Per quanto riguarda il sottobasamento, sono state utilizzate quattro pompe di recupero olio con rotori a diametro ridotto e lamelle per ottimizzare l’estrazione dell’olio stesso verso le pompe

La lubrificazione è garantita da una pompa di mandata a cilindrata variabile. Il trattamento dei pistoni, che hanno la 1° cava anodizzata e il 1° segmento in PVD con printed grafal, riduce gli attriti tra camma e pistone. Gli assi a camme sono tribofiniti attraverso un processo di lappatura delle superfici che consente di ridurre la rugosità superficiale fino a valori di Ra minori di 0.05, riducendo il coefficiente di attrito tra bocciolo, asse a camme e punteria. Queste hanno un rivestimento superficiale in DLC (Diamond Like Carbon) che consente di ridurre il coefficiente di attrito a vantaggio di prestazioni e consumi.

 

Ferrari F12berlinetta, la tecnica

Nella parte alta del motore è stato adottato un diverso disegno dei condotti interno testa, dei collettori di aspirazione e nuovi polmoni dotati di risuonatori

L’introduzione del risuonatore garantisce un picco di sovrapressione all’interno del condotto di aspirazione subito dopo l’apertura della valvola di aspirazione ed anche subito prima della chiusura garantendo un riempimento maggiore del cilindro, operando quindi un’intensa sovralimentazione dinamica che incrementa le prestazioni del motore. Ottimizzata tutta la sequenza dello scarico, con la miniaturizzazione dei catalizzatori e l’utilizzo dell’idroformatura dei collettori che cambiano di forma senza modificare la portata, migliorano la permeabilità e riducono la contropressione.

Geometria e materiali dell’impianto sono stati sviluppati per armonizzare la sonorità di aspirazione e scarico al fine di sottolineare il carattere sportivo della vettura. Tutti i tubi dei cilindri del collettore di scarico 6 in 1 con monocatalizzatore hanno uguale lunghezza e questo garantisce un tono squillante con predominanza dell’ordine principale di combustione. Ne risulta un sound motore chiaro e presente all’interno dell’abitacolo in tutte le condizioni di guida.

Il cambio F1 a doppia frizione con 7 marce è in grado di garantire un incremento prestazionale e un contemporaneo maggiore comfort di marcia

La tecnologia si basa su una gestione indipendente delle marce pari e delle marce dispari, preselezionate attraverso l’utilizzo di due alberi separati. Il tempo di cambiata, inteso e calcolato come sovrapposizione fra le fasi di apertura e di chiusura delle due frizioni, è quindi nullo e non genera alcuna interruzione di coppia alle ruote. Sulla F12berlinetta sono stati sviluppati rapporti accorciati e applicata la 7° marcia di potenza per sfruttare appieno e in ogni situazione il potenziale prestazionale della vettura. Nel cambio è stato inoltre integrato il differenziale elettronico E-Diff3, una soluzione che contribuisce alla riduzione del peso.

Ferrari F12berlinetta, la tecnica

Architettura

La F12berlinetta offre prestazioni e sensazioni uniche anche  grazie ad un’evoluzione dell’architettura transaxle molto spinta, che si è sviluppata sulla base di obiettivi estremamente ambiziosi: la riduzione complessiva dei pesi, l’abbassamento e l’arretramento del baricentro, la riduzione della sezione frontale della vettura, il mantenimento di uno spazio interno per passeggeri e bagagli maggiore di quello presente sulla precedente coupé V12 e la garanzia di un comfort adeguato all’utilizzo su medie e lunghe distanze.

Per raggiungere questi risultati sono stati abbassati il motore, la plancia e i sedili. Inoltre la zona posteriore della vettura è stata estremamente compattata, grazie al riposizionamento ed alla diminuzione delle dimensioni del serbatoio (consentita a sua volta dalla maggiore efficienza del propulsore che garantisce autonomia immutata) e al nuovo layout derivante sia dalla geometria delle sospensioni posteriori multilink che dalla presenza del cambio F1 a doppia frizione, con differenziale a controllo elettronico integrato. Anche la scelta di accedere al vano baule tramite un sistema di apertura con lunotto integrato nello sportello del vano bagagli si inserisce in questa logica poiché questa configurazione abbina eccellenti risultati di rigidezza strutturale ad una grande accessibilità al vano.

Ciò ha consentito di arretrare le masse vettura rispetto agli assi ruota con una contemporanea riduzione del passo e conseguenti benefici sulla dinamica del veicolo

Il risultato finale è una vettura più leggera di 70 Kg, con un baricentro abbassato di 25 mm, più corta (-47mm), bassa (-63 mm) e stretta (-20 mm) rispetto alla precedente coupé V12. Decisamente ridotto lo sbalzo posteriore (-82 mm) e incrementato quello anteriore (+65 mm) per dimensionare i sistemi di raffreddamento necessari per le doti di potenza del 12 cilindri di questa vettura. La distribuzione dei pesi è ideale, con il 54% al posteriore, e non ha eguali tra la concorrenza all’interno del segmento.

 Telaio e Scocca

 Il telaio spaceframe e la scocca della F12berlinetta sono di nuova concezione ed utilizzanodiverse tipologie di materiali e tecnologie dell’alluminio trasferiti anche dal settore aeronautico. In particolare vengono utilizzati 12 tipi di leghe, con la prima applicazione di 2 nuove leghe strutturali. Questo ha permesso la massimizzazione dell’efficienza prestazionale della vettura (la rigidezza torsionale è stata incrementata del 20%) ed il contenimento del peso (circa 50 Kg sul solo perimetro di telaio e scocca, equivalenti a 70 Kg a pari scenario normativo). I requisiti di sicurezza (urto laterale palo e schiacciamento tetto) sono già in linea con future normative e particolare attenzione nel progetto è stata rivolta al miglioramento qualitativo della produzione e alla minimizzazione dei tempi e dei costi di assistenza a vantaggio del cliente.

Abitacolo e comfort di bordo 

La F12berlinetta si avvale nel suo abitacolo di un linguaggio formale all’avanguardia, essenziale e sofisticato, basato su volumi ridotti al minimo, all’insegna della sportività e dell’efficienza. Nell’equilibrio tra la tecnologia avanzata e i dettagli raffinati di alta artigianalità degli interni in pelle Frau si trovano gli elementi imprescindibili iscritti nel DNA del marchio Ferrari. Il punto di forza del design degli interni risiede nell’ergonomia e nella ripartizione logica delle funzioni nello spazio: l’architettura leggera interpreta ed esalta l’interfaccia uomo-macchina in cui tutti i principali comandi sono direttamente raggiungibili dal pilota senza staccare le mani dalla corona e le informazioni poste direttamente di fronte ad esso.

L’eliminazione dei devio e il posizionamento di tutti i comandi sul volante enfatizzano ancora di più il feeling della vetture con il mondo delle corse

La possibilità di accesso ad ogni singola funzione attraverso una sempre salda presa della corona accompagnata da una nuova ergonomia delle leve cambio F1, consente il raggiungimento dei massimi livelli prestazionali in ogni condizione. Al centro della plancia spiccano gli innovativi aeratori, tre centrali e due laterali, ad “occhio di bue”, di chiara ispirazione aeronautica che ha permesso di ridurne il diametro; disposti sulla linea mediana, sono realizzati in carbonio e lega d’alluminio. Il passeggero, infine, viene coinvolto nell’esperienza di guida grazie al “display emozionale” che può essere posizionato di fronte al suo sedile nella zonatra l’airbag e il cassetto portaoggetti.

Inferiormente, lo spazio rivestito in Alcantara® funge da portaoggetti, ed è presente un vano porta bicchieri. Le funzioni del mobiletto sono completate da un poggiabraccia regolabile sull’asse longitudinale, e incernierato lateralmente in modo da consentire un’ottima accessibilità al vano interno..

Il manettino della F12berlinetta, di tipo Racing, privilegia le impostazioni di guida sportiva specifiche da superficie ad alto grip, offrendo grandi possibilità di configurare i parametri relativi ai controlli elettronici

Sulla plancia, il satellite di destra ospita i controlli dello schermo TFT corrispondente, attraverso cui viene visualizzato il nodo Info-telematico attraverso cui gestire il navigatore satellitare, mpianto HI-FI con funzione di streaming audio via bluetooth, comandi vocali per la selezione di tracce, artisti, album e titoli. È anche possibile stabilire una connessione Internet tramite smartphone per poter usufrire di web radio, podcasts e applicazioni specifiche.

Sull’altro satellite sono invece concentrati i comandi per la gestione del Vehicle Dynamic Assistance, le cui schermate sono consultabili sul display di sinistra: in questo modo è possibile avere un valido “supporto tecnico”, istante per istante, nel valutare lo stato della vettura e il livello di performance che questa è in grado di raggiungere.

Abilitato nelle modalità di manettino RACE, CT-off e ESC-off, renderà ancora più emozionante e sicura la guida permettendo di comprendere le condizioni più idonee di utilizzo della vettura. Un algoritmo consente di stimarne lo stato (temperatura pneumatici, freni e motore) in base alla dinamica di differenti parametri (accelerazione laterale, frontale, regime, velocità…), evidenziando al pilota le condizioni di utilizzo della vettura più idonee (WARM UP, necessità di ulteriore riscaldamento dei componenti; GO, condizioni di utilizzo ottimali per raggiungimento delle massime prestazioni; OVER: condizioni di surriscaldamento, necessità di procedere al raffreddamento dei componenti).

Per quanto riguarda i sedili, il principale obiettivo è stato quello di alleggerirne al massimo i volumi al fine di ottenere una maggiore mobilità all’interno dell’abitacolo, pur rispettando in pieno le sezioni di comfort e le geometrie di contenimento laterale

Il poggiatesta è integrato senza soluzione di continuità con lo schienale, conferendo al sedile un aspetto racing e moderno. La parte posteriore è arredata con una panchetta rivestita, dotata di cinghie in pelle per il contenimento dei bagagli in abitacolo. Notevole anche la disponibilità di spazio per occupanti (fino a 1,95 m di altezza) e bagagli (320 litri) e la flessibilità di utilizzo di questo spazio grazie alla possibilità di collegare all’occorrenza l’abitacolo al vano baule (ottenendo un vano complessivo di circa 500 litri).

Aerodinamica

L’aerodinamica della F12berlinetta è stata sviluppata, in forte integrazione con lo stile, sulla base delle simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) e di oltre 250 ore di prova in Galleria del Vento

Oltre ai flussi esterni lo studio si è concentrato anche su quelli interni con particolare attenzione per gli aspetti termici (tra gli altri su radiatori, scambiatori di calore e freni). Oltre all’efficienza della fluidodinamica questa ricerca si è spinta nella direzione della riduzione dei volumi attraverso l’ottimizzazione del “packaging” degli organi. Il risultato è la più alta efficienza complessiva mai raggiunta su una Ferrari certificata dal valore di 1,12 (raddoppiato rispetto alla 599 GTB Fiorano). Aumentato infatti del 76% il carico verticale (123 chili a 200 km/h) e sensibilmente ridotta la resistenza all’avanzamento (solo 0,299 il Cx).

Sulla F12berlinetta l’efficienza aerodinamica deriva principalmente dall’innovazione su tre elementi: l’Aero Bridge, lo Spoiler Soffiato, il fondo aerodinamico.

L’Aero Bridge è l’innovativa soluzione che per la prima volta sfrutta il cofano motore nella creazione del carico verticale, con l’adozione di due canali aerodinamici che attraversando il passaruota anteriore deviano il flusso d’aria nella fiancata concava, con ulteriori benefiche interazioni anche sulla scia delle ruote. Lo Spoiler Soffiato permette di usare i flussi in prossimità della parte posteriore della vettura per alterare, attraverso apposite prese, il campo di pressione nel passaruota con un effetto positivo sulla efficienza complessiva.

Il fondopiatto infine è stato notevolmente evoluto, partendo dallo splitter anteriore scostato dal paraurti che genera carico e contemporaneamente alimenta i flussi in scorrimento verso l’estrattore posteriore, migliorandone il rendimento. Sempre nel sottoscocca, davanti alle ruote anteriori sono stati posizionati dam aerodinamici e diffusori a semicono che, oltre a generare carico, contribuiscono al raffreddamento dei freni. Il dam posteriore ha il duplice scopo di schermare la ruota e generare vorticità che isola il fondo dalla centrifugazione derivante dal movimento delle ruote posteriori.

L’utilizzo di un ampio diffusore posteriore con quattro derive, di cui quelle centrali con generatori di vortici, ha concorso al notevole incremento di carico verticale. In tema di integrazione tra fluidodinamica e gestione termica, l’uscita aria centrale sul cofano aumenta l’efficienza del sistema di raffreddamento e contribuisce anche a diminuire, in velocità, l’impatto dell’aria sul parabrezza creando un cuscino che devia il flusso naturale del vento. La resistenza all’avanzamento beneficia inoltre dell’Active Brake Cooling, ovvero delle portelle di raffreddamento delle prese aria freni che si aprono solo se richiesto in funzione delle temperature.

Dinamica veicolo e prestazioni

Con il tempo dichiarato di 1’23’’ sulla pista di Fiorano, accelerazione 0-100 km/h in 3,1 secondi e 0-200 km/h in 8,5, la F12berlinetta è la vettura più prestazionale nella storia della Ferrari.

Oltre alle performance assolute si contraddistingue per l’handling, unico nel suo genere: grazie un feeling e a una facilità di guida ai massimi livelli, infatti, è possibile godere appieno della vettura in ogni situazione di utilizzo, non solamente nell’uso estremo in pista.

Questo è il risultato del lavoro svolto innanzitutto sull’architettura, progredita al punto da conferire alla F12berlinetta una maneggevolezza senza precedenti: in questo modo si può trarre il massimo divertimento anche a basse velocità (caratteristica tipica soprattutto delle vetture a motore posteriorecentrale), in qualsiasi condizione di marcia, in pista e su strada, e con una sorprendente agilità e prontezza di risposta. Inoltre, tutti i sottosistemi sono stati sviluppati in modo integrato tra loro, con lo specifico obiettivo di raggiungere questi risultati, senza rinunciare ad un alto livello di comfort. Nel dettaglio il lavoro ha riguardato molle e ammortizzatori, ruote e pneumatici, sistemi di controllo sull’imbardata quali differenziale elettronico (E-Diff), traction control (F1-Trac), controllo di stabilità (ESC) e ausili all’impianto frenante come ABS/EBD, che operano in maniera coordinata per trasmettere la coppia nel modo più intelligente e razionale, permettendo così di sfruttare al massimo la vettura.

L’impianto frenante carboceramico (CCM3) gode degli sviluppi più recenti, quali una nuova mescola per le pastiglie posteriori e un sistema di raffreddamento ottimizzato derivato dall’esperienza in Formula 1, a cui si aggiunge l’Active Brake Cooling all’anteriore

Questi accorgimenti assicurano assenza di fading (calo di rendimento) e spazi di frenata eccellenti (131 m da 200 km/h a 0, cioè ben 7 metri in meno rispetto alla 599 GTB Fiorano). Le sospensioni, con il tradizionale schema a triangoli sovrapposti sull’anteriore, il più basso con braccia a “L”, e Multilink sul posteriore, sono dotate dei nuovi ammortizzatori magnetoreologici SCM-E, caratterizzati dalla presenza del doppio solenoide e nuova centralina, a cui si aggiunge un nuovo software di controllo. Con questa tecnologia il controllo dello smorzamento avviene attraverso la variazione istantanea delle proprietà del fluido, sensibile al campo magnetico generato all’interno dell’ammortizzatore: una soluzione che consente una più rapida risposta e un controllo più preciso a favore di prestazioni e comfort.

La F12berlinetta è così in grado di accelerare più rapidamente di qualsiasi altra Ferrari stradale. Prestazioni di assoluta eccellenza e massimo divertimento di guida grazie ai rapidi inserimenti e alla elevata velocità di percorrenza in curva, alla maggiore accelerazione laterale, alla drastica riduzione degli spazi di frenata e alla minor attività volante richiesta al pilota, con una maggiore trazione in uscita curva.

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