unicUSANO LAB - INGEGNERIA E RICERCA
I.P. A CURA DELL’UNIVERSITà NICCOLò CUSANO e di SpoRTNETWORK
La rivoluzione dell’elettronica
Dal convertitore catalitico agli ultimi sistemi di ausilio la Cusano analizza le evoluzioni nel mondo delle auto
L
a rivoluzione tecnologica che ha investito il mondo dell’automobile negli ultimi venti anni è da attribuire sostanzialmente al massiccio utilizzo di dispositivi elettronici sul motore termico e sull’autoveicolo. L’Università Niccolò Cusano e il suo laboratorio di ricerca d’ingegneria meccanica trovano interessante, e quindi materia di studio, questa evoluzione in ambito automobilistico. All’inizio degli anni ’80 i veicoli erano equipaggiati con sistemi di controllo sostanzialmente meccanici. Il primo intervento significativo dell’elettronica si ha negli anni ’80 quando la necessità di ottemperare ai limiti di emissioni ha costretto i costruttori di motori ad accensione comandata all’introduzione del convertitore catalitico. Quest’ultimo per un corretto funzionamento necessita di una miscela aria/combustibile in una finestra molto stretta intorno allo stechiometrico. Il carburatore fino a quegli anni utilizzato per formare la miscela comburente nel cilindro non era in grado di garantire con sufficiente precisione i limiti intorno allo stechiometrico necessari per un corretto funzio-
namento del sistema di conversione, quindi è stato introdotto il sistema di iniezione composto da centralina di controllo e iniettori comandati elettronicamente. Stessa sorte è toccata al motore Diesel, dove la riduzione della produzione delle sostanze inquinanti hanno costretto tutti i costruttori a sostituire i vecchi sistemi di iniezione meccanica regolati meccanicamente con sistemi “Common Rail” ad alta pressione dotati di iniettori controllati elettronicamente da una opportuna centralina di controllo. E’ evidente come la sostituzione di un azionamento meccanico con uno elettrico consenta un’estrema flessibilità sulla metodologia di controllo con un’inevitabile iniziale riduzione della affidabilità del sistema, che viene però superata da una ottimizzazione del disegno e delle tecnologie di produzione dei sistemi elettromeccanici. Basti pensare alla prima serie dei sistemi ad alta pressione per motori Diesel dove quasi il 50% della produzione veniva scartato in quanto fuori specifica; a oggi questa percentuale di scarti ha valori compatibili con un corretto processo industriale. Oltre alla sostituzione
di organi di controllo meccanici, l’elettronica consente di aggiungere una serie di funzioni totalmente nuove e indipendenti rispetto alle normali e tradizionali funzioni di supporto alla guida previste in un autoveicolo tradizionale, in particolare i sistemi di assistenza alla guida che consentono di prevenire gli errori del guidatore. Rientrano in questa categoria i semplici sensori per la retromarcia, il “park assist” che oggi equipaggia anche alcune auto di fascia media, i dispositivi di regolazione della velocità in funzione della distanza dal veicolo che precede (Adaptive Cruise Control), il controllo elettronico di stabilità (ESP), i sistemi di ausilio alla visione notturna, i sistemi per prevenire i colpi di sonno, per evitare collisioni con pedoni, per rilevare l’uscita dalla corsia di marcia (Lane Departure Warning) etc. Oltre alla tradizionale radio AM-FM (oggi aggiornata per ricevere segnali digitali Dab), le auto sono o saranno dotate di un numero crescente di ricevitori o ricetrasmettitori di vario genere. Tra essi il ricevitore Gps per la navigazione satellitare, un eventuale telefono cellulare di bordo, ricevitori televisivi, terminali per l’accesso a Internet, radio a corto raggio (Wlan) per la trasmissione di dati diagnostici agli apparati di officina, oppure per la comunicazione con apparati collocati a lato della strada (Road Side Unit) e per lo scambio di dati con altri veicoli. Tecnologia e tradizione nella filosofia accademica dell’Università Cusano si fondono, come nell’ambito automobilistico, per questo torneremo a ragionarci su queste pagine. a cura del Professor Gino Bella, Docente ordinario di macchine a fluido Università Niccolò Cusano