LA NUOVA CREATIVITÀ del 4WD AMBIENTALISTA
Alchimie per ere futuristiche? No, soluzioni tecnologiche da mettere in pratica ora e subito. In una ricerca di alta motricità eco-sostenibile volta a diventare lo “status” dei prossimi 4×4 Land Rover. Sulle orme della robotica struttura Land_e, il scenografico “banco prova” con le fattezze del fuoristrada-coupé LRX ha annunciato che il nuovo corso è iniziato, ed è pronto a entrare nel vivo del mercato.
Non è stato semplicemente un gioco di stile o una messa in scena ad effetto del proprio know-how motoristico. Il Land_e esposto nelle passerelle mondiali ha indubbiamente anche velleità teatrali, ma è soprattutto un tester per saggiare i pensieri del popolo dei 4×4.
Più che prototipo è un laboratorio nudo e crudo, vetrina di nuove ricerche degli ingegneri di Solihull. Combinazioni di meccanica e informatica personalizzate alla maniera Land Rover, e volendo “pronte all’uso”.
Il compito è tutelare l’ambiente e insieme preservare, o addirittura migliorare le prestazioni, sia su strada sia in fuoristrada; tutto ciò si lega a un salto epocale anche sul fronte della comunicazione a bordo delle informazioni. Applicazioni già predisposte per essere via via introdotte sulle Land Rover da adesso e nei prossimi tre anni.
Consideriamo il Land-e come uno scheletro ipertecnologico da vestire con abiti e allestimenti altrettanto tecno. La prima “evoluzione” in tal senso ha preso il corpo di LRX, concept emblema di un nuovo corso che Land Rover ha lasciato scoprire poco alla volta, con le sue caratterizzazioni imperniate sui pregiati cinematismi e le interconnessioni multimediali del Land_e. E di cui nei prossimi eventi internazionali comincia a debuttare il primo step.
La riduzione dei pesi, la lotta alle emissioni e l’efficienza motrice stanno diventando un tutt’uno con le capacità di dialogo tra le tecnologie alternative, in aggiunta ad altri sistemi esclusivi in voga dalle parti Land Rover.
Il sistema e-Terrain è il fulcro dell’impianto.
Un complesso mirato a curare aree diverse: dalle funzioni della trasmissione all’efficacia del sistema di raffreddamento, dalla gestione della carica delle batterie all’efficienza del servosterzo, sempre tenendo come punto cardine le capacità dinamiche, su asfalto e ovviamente in fuoristrada. Nelle attività dei sistemi che agiscono nel corpo del veicolo, tutto diventa correlato, un flusso di informazioni in cui ogni aspetto tecnico è legato e intrecciato con altri. Prestazioni e rendimento dei vari elementi diventano quasi tutt’uno.
Le tecnologie esibite da Land_e prendono definizioni come Integrated Electric Rear Axle Drive, ISG Integrated Starter-Generator, Propshaft con Seamless Re-connect, ITP (Intelligent Thermal Programme) Programma termico intelligente, EPAS (Electric Power Assisted Steering) Sterzo servoassistito elettricamente, IMES Intelligent Management of Electrical Systems, Terrain Response e-Mode. Oltre alla concezione di un sistema ibrido che combina l’elettromotricità con l’impiego di carburante Bio.
Integrated Electric Rear Axle Drive
Trazione elettrica e coppia immediata per un super grip e risparmio energetico
L’Integrated Electric Rear Axle Drive esalta le potenzialità in fuoristrada, e parallelamente, insieme al Sistema ISG Integrated Starter-Generator (descritto più avanti), migliora i consumi a bassa velocità e le emissioni nella guida in città.
La trazione elettrica Land Rover è diversa dalla tecnologia ibrida di altri 4×4, nei quali la trazione dell’assale posteriore è affidata alla sola elettricità. L’Integrated Electric Rear Axle Drive fa da supporto alle prestazioni, in quanto non si sostituisce, ma si aggiunge alla trasmissione meccanica.
In fuoristrada l’IERAD può sviluppare coppia motrice aggiuntiva. E poiché il picco massimo di coppia di un motore elettrico è disponibile già all’avvio, da 0 km/h, la sua massima efficacia è praticamente immediata. Questo comporta anche miglior controllo alle basse velocità e nel superarmento di ostacoli arcigni, nonchè ulteriore forza in pendenza, su terreni a scarsa aderenza, nel traino.
Anche su strada, la coppia aggiuntiva alle basse velocità offre una serie di vantaggi; permette di fermarsi e ripartire nel traffico accelerando fino a 32 km/h senza far riavviare il motore termico (con meno consumi ed emissioni), ed è efficace anche per le accelerazioni rapide, Come si dice, “l’unione fa la forza”.
Della coppia aggiuntiva prodotta dal motore elettrico non si fanno sprechi. L’energia è quella immagazzinata nel pack di batterie ad alta tensione, del tipo a ioni di litio, ricaricate per mezzo del recupero di energia da parte del sistema frenante rigenerativo.
La pressione sul pedale del freno comporta decelerazione e contemporaneamente fa sì che l’energia dell’albero di trasmissione e degli assali si trasferisca al pack di batterie per essere immagazzinata. L’impianto freni resta costantemente operativo, lavorando unitamente al sistema frenante rigenerativo.
Il modo naturale di abbattere le emissioni nel traffico
Uno dei sistemi più semplici ed efficaci di controllo delle emissioni di CO2 è l’ISG: sostituisce l’alternatore convenzionale, e continua a essere azionato dalla normale cinghia. In sé non è una rivoluzione: sostanzialmente spegne automaticamente il motore quando il veicolo si ferma e, sotto il controllo dell’ECU, lo riavvia per ripartire.
La funzione stop/start dell’ISG, e la modalità di recupero energetico dell’Integrated Electric Rear Axle Drive, comportano una potenziale riduzione del 20 % di CO2. L’azione però si adatta alle esigenze funzionali di un veicolo tuttoterreno.
“Propshaft con Seamless Re-connect”: un altro supporto alla guida e all’economia di esercizio
Il Seamless re-connect è un sistema che punta a ridurre gli svantaggi dovuti alle inerzie meccaniche. In determinate condizioni, come su superfici asciutte, la trazione alle ruote posteriori è automaticamente disinserita. A differenza però di un veicolo ibrido e dei sistemi con 4×4 inseribile, viene conservata la disponibilità immediata di tutte le potenzialità della trazione integrale. Eventualmente, il sistema lascia a riposo l’albero e i componenti della trasmissione posteriore, evitando le dispersioni dovute alla loro rotazione quando non necessaria.
Al sistema basta tuttavia identificare una superficie a scarsa aderenza, e la trazione all’assale posteriore si reinserisce praticamente in modo istantaneo. I tecnici hanno lavorato per ottenere reattività e velocità di azione superiori agli standard odierni. Questo tipo di reinnesto automatico ottiene vantaggi anche in termini di sicurezza; non altera infatti il bilanciamento del veicolo, come invece avviene con altri sistemi più lenti e meno progressivi.
Le tarature imposte fanno in modo che la velocità delle ruote anteriori e di quelle posteriori sia la stessa, e con la coppia motrice e il controllo aggiuntivo dati dall’Integrated Electric Rear Axle Drive, il sistema si fa vanto di poter intervenire in tempo non solo per contrastare, ma addirittura per evitare lo slittamento delle ruote, con conseguenti vantaggi in termini di mobilità e capacità di minimizzare solchi e scavi infossatori di superfici soffici, come l’erba.
L’ISG Integrated Starter-Generator, l’Integrated Electric Rear Axle Drive e il Seamless Re-connect Propshaft sono pienamente compatibili con tutti i motori e le trasmissioni della Land Rover, quindi utilizzabili su qualsiasi modello e su ogni mercato.
Questo sistema intelligente di Stop/Start ha visto il primo abbozzo sul Freelander Diesel, su cui contribuisce a ridurre le emissioni di CO2 di oltre il 7%, equivalente ad una riduzione del consumo di carburante nel ciclo combinato sotto la soglia dei 6,8 l/100 km.
Terrain Response e-Mode
Motricità variabile
Il Terrain Response, adottato sulle attuali Land Rover, è un moderno sistema di controllo dei cinematismi del veicolo, impostato in varianti, a seconda del modello a cui è dedicato, per mettere in correlazione trazione, cambio, gestione del motore e dei freni, e nelle versioni evolute, delle regolazioni delle sospensioni e del transfert con marce ridotte. Quello della nuova generazione dispone di sei programmi e acquisisce in aggiunta la definizione e-Mode, mirata a interagire con tutte le alchimie che regolano l’e-Terrain. Per esempio, per economizzare adotta una risposta più dolce dell’acceleratore e anticipa i cambi di marcia.
Gli altri cinque programmi sono quelli di Guida generica – Sabbia – Fango e Solchi – Erba, Ghiaia o Neve – Roccia. Tutti tengono conto della combinazione tra il motore a combustione e l’Integrated Electric Rear Axle Drive. In tutti i programmi per il fuoristrada il sistema di “start&stop”, l’ISG, si autoesclude e il motore non viene mai spento, neanche a veicolo fermo.
Selezionando il programma Sabbia, la potenza viene principalmente fornita dal motore; l’Integrated Electric Rear Axle Drive controlla semplicemente la coppia motrice, e interviene per fornirne di aggiuntiva, mantenere costante l’avanzamento se si sta perdendo velocità, regolare la spinta al fondo soffice e cedevole.
Nella modalità Fango e Solchi, la propulsione principale arriva ancora dal motore, e l’Integrated Electric Rear Axle Drive riesce a fornire coppia aggiuntiva quando il fango è più pesante o i solchi più profondi.
Con il programma Erba, Ghiaia, Neve, il controllo della motricità è più importante della potenza; così il motore principale inizia a spingere solo quando il veicolo è già in movimento. L’Integrated Electric Rear Axle Drive viene impiegato per partire senza slittamenti anche su terreni a scarsissima aderenza, monitorando costantemente la coppia e intervenendo rapidamente, con reazioni antislittamento anche più rapide del controllo di gestione del motore, contrastando il pattinamento entro un ottavo di giro di ruota; un tempo sufficientemente breve da permettere un recupero immediato dell’aderenza e favorire il controllo della traiettoria (Land Rover, con orgoglio ecologico che piacerebbe ai Verdi, indica anche l’effetto prevenzione sul danneggiamento di un tappeto erboso bagnato). L’orgoglio concreto è invece di poter azzardare che nessun altro sistema può oggi ottenere questi risultati.
Nel programma Roccia la velocità media è inferiore agli 8 km/h. Qui l’Integrated Electric Rear Axle Drive fornisce la forza necessaria per le manovre di fino, con i valori massimi di coppia sfruttabili da 0 giri in su, straordinaria qualità sui passaggi ostici che esigono sensibilità nel controllo e aderenza, assistito, all’occorrenza, dalla potenza del motore convenzionale. In tutti i casi, il grande vantaggio dell’Integrated Electric Rear Axle Drive è che il supporto del motore elettrico fornisce la coppia massima a velocità più basse, in un mix ideale di potenza e di controllo.
Altri figli dell’innovazione
Tra le altre chicche approntate da Land Rover nel campo “eco”, troviamo l’ITP Intelligent Thermal Programme – Programma termico intelligente: controlla i parametri del motore, compresa la gestione della temperatura allo scarico e le funzioni del sistema di raffreddamento. Con l’impiego di scambiatori di calore, l’EHRS (Exhaust Heat Recovery System) utilizza il calore normalmente inutilizzato del sistema di scarico per accelerare il riscaldamento del motore e del cambio. In produzione l’ITP potrebbe anche controllare un sistema (Active Aero Vanes) che in determinate condizioni andrebbe a chiudere specifiche sezioni del radiatore. Ad esempio con basse temperature ambientali, o per permettere al motore di raggiungere rapidamente la temperatura di esercizio, ottenendo un rapido riscaldamento del catalizzatore (che riduce le emissioni dopo le partenza e a freddo) e dell’olio del motore e del cambio, riducendo l’attrito meccanico.
Con termostato e circuito di raffreddamento controllati elettronicamente si ottiene una gestione più precisa. Il sistema incorpora anche una pompa elettrica dell’acqua, che, a differenza di quelle azionate a cinghia, entra in azione con possibilità di variare la velocità.
La tecnologia applicata al servosterzo è chiamata EPAS, (Electric Power Assisted Steering) Sterzo Servoassistito Elettricamente: elimina completamente la pompa idraulica della servoassistenza convenzionale, impiegando un servomotore elettrico che agisce direttamente sulla cremagliera dello sterzo. Questo elimina le perdite di potenza dovute alla pompa, e con la tensione elevata della batteria dell’ISG si rende disponibile una potenza superiore per il servosterzo, ideale per impieghi gravosi come la guida in fuoristrada, il traino e i carichi pesanti.
Tutte le funzioni dei sistemi elettrici sono controllate dall’IMES (Intelligent Management of Electrical Systems) che incorpora un sistema a circuito chiuso che monitorizza la carica della batteria e le modalità di ricarica, l’assorbimento dei vari sistemi elettrici, la velocità e il carico del generatore.
Riduzione di attriti, controllo della temperatura, riscaldamento veloce all’avvio e gestione accurata dell’energia sono un potenziale aggiuntivo nella cura ambientale.
LA LEGGE DEL “BIO”
La visione del futuro immediato di Land Rover ha portato a sperimentare particolari combinazioni propulsive, con l’unità elettrica che dà manforte all’assale posteriore e si aggiunge al motore a combustione con prerogativa bio-fuel, cioè alimentabile con carburanti ottenuti da fonti rinnovabili. Nello specifico, sul Land_e è stata sviluppata l’opzione Bio-ethanol fino alla soglia dell’E85 (85%).
Con l’LRX viene invece considerate l’alternativa bio-diesel, che con l’evoluzione del motore 2.0 litri e in associazione ad altre tecnologie porterebbe le emissioni medie sotto ai 120 g/km.
Il Bio-diesel favorisce la riduzione delle emissioni di CO2.
Attualmente le stazioni di servizio utilizzano un contenuto medio del 5 percento di bio-derivato. Potenzialmente si potrebbe utilizzare già una miscela al 25 percento di Bio-diesel.
Comunicazioni personalizzate
Con il sistema di navigazione attuale, Land Rover ha già dato esempio della sua predisposizione nel dare importanza alla visualizzazione delle informazioni di bordo, anche relative al reparto trasmissione-sospensioni-sterzo. Questa filosofia prosegue e si affina, estremizzata nella scenografia dell’LRX. Il pannello strumenti elettronico impiega una speciale grafica con “floating LCD” che si traduce in un bizzarro effetto tridimensionale, con scala di valori personalizzabile da parte del guidatore e impostato per interagire con l’altro display a sfioramento sul tunnel, completamente interattivo.
La grafica dispone i dati in relazione al loro livello di importanza, Per ottimizzare la comunicazione delle informazioni con la minima distrazione. Al momento opportuno le informazioni vengono trasferite dal pannello strumenti allo schermo a sfioramento. Ad esaltare l’impatto scenico, è un’idea che ha anche la sua funzionalità: le diverse modalità di funzionamento del complesso motore-trasmissione, sono accompagnate da una precisa variazione del colore di illuminazione del “background” del tunnel, verde per la modalità economia, rosso per quella sportiva e blu per la standard.
Minimalismo innovativo
L’evoluzione vuole le sue nuove chicche, come il portellone elettrico con box refrigerante e altoparlanti rimovibili e regolabili con servocomando e che alloggiano anche il supporto iPod. O come il navigatore e lo stereo portatile con controlli integrati, altri contenitori refrigerati e portalattine in alluminio incastonati, secondo una interpretazione outdoor di un nuovo mondo.
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