AUTOVEICOLO

AUTOVEICOLO (v. automobile: V, p. 555; App. I, p. 203; II, 1, p. 316; III, 1, p. 183)

Il periodo iniziato col 1960 è stato caratterizzato da un continuo aumento della produzione di a. in tutto il mondo. Nel 1973 la produzione annua raggiungeva il suo valore massimo, pari a 38,2 milioni di unità. Alla fine di quell'anno la situazione economica mondiale, già difficile, veniva ulteriormente perturbata dal subitaneo e notevole aumento dei prezzi dei prodotti petroliferi. Ciò ha avuto forti ripercussioni anche sulla produzione automobilistica, che nel 1974 ha presentato una sensibile diminuzione rispetto all'anno precedente (v. tab.1).

Il numero rapidamente crescente di a. in circolazione ha portato con sé gl'innegabili vantaggi dell'accresciuta mobilità di persone e cose; nello stesso tempo però, divenivano preoccupanti i problemi relativi alla grande viabilità, alla congestione delle aree densamente popolate, all'inquinamento ambientale e agl'incidenti stradali.

La necessità di risolvere questi problemi ha influenzato e influenza tuttora l'evoluzione tecnica della produzione automobilistica. Per quanto riguarda la grande viabilità e la congestione delle aree urbane, è proseguita la tendenza già manifestatasi in precedenza, da un lato verso automobili di prestazioni adeguate a lunghi percorsi su autostrada e dall'altro verso automobili di piccole dimensioni. Attualmente gli aspetti più salienti dell'evoluzione tecnica della produzione automobilistica sono individuabili nella difesa dall'inquinamento e nell'accrescimento della sicurezza.

Inquinamento da gas di scarico. - I gas di scarico dei motori a combustione contengono sostanze che in vari modi risultano nocive all'uomo e più in generale all'ambiente. Norme sviluppate in taluni paesi stabiliscono dei limiti in contenuto per i seguenti componenti nocivi: NO_x, prodotti d'ossidazione dell'azoto; C_mH_n, idrocarburi incombusti; CO, ossido di carbonio.

Tali norme sono in continua evoluzione, per cui ci si limita qui a citare a titolo d'esempio, per le autovetture, le prescrizioni riguardanti la composizione dei gas di scarico, espresse in grammi/miglio, determinate negli SUA con le prove "California Test", valide nel 1970, e quelle determinate con il metodo "Federal Procedure", relative al 1973/74 e previste per il 1976 (v. tab. 2).

Per i motori Diesel il problema dell'inquinamento è stato affrontato con un certo ritardo. Infatti per questi motori la percentuale di CO nei gas di scarico è di gran lunga inferiore a quella dei motori a ciclo Otto, e inoltre si era in un primo tempo sottovalutata la nocività degli NO_x. Lo stato di California è stato il primo a legiferare in proposito prescrivendo che le emissioni di gas, determinate con un apposito ciclo di prove, rispettassero dati limiti. Per il 1973 erano, per es. previsti i seguenti valori:

Anche in Italia è prescritto per l'omologazione di a. un ciclo di prove, i cui risultati devono essere inferiori a dati limiti. Definito il peso di riferimento degli a., aggiungendo alla tara un carico convenzionale, sono fissati i seguenti limiti (1975):

Mezzi per la riduzione dell'inquinamento. - a) Motori progettati in modo che la combustione avvenga in condizioni tali da ridurre al minimo la produzione delle sostanze nocive già menzionate. Si ricordano, come esempi rilevanti delle possibilità in questo campo, il motore CVCC (Compound Vortex Controlled Combustion) della giapponese Honda, il motore SKS (Schichtlade Kammer System) della tedesca Porsche - entrambi utilizzanti il principio della combustione stratificata - e i motori a metano. Possibili sviluppi si possono intravedere nell'evoluzione e messa a punto del motore Stirling per la trazione automobilistica. Un'altra vecchia idea che riemerge è quella del motore a vapore, per es. sperimentato nel 1972 su un autobus urbano della General Motors mosso da una turbina a vapore della W.P. Lear.

b) Sistemi d'iniezione e accensione che si avvalgono di un sempre più esteso impiego di dispositivi elettronici e che, migliorando il processo di combustione in tutto il campo di funzionamento del motore, riducono sensibilmente lo sviluppo delle sostanze nocive.

c) Reattori termici nei quali i gas di scarico vengono sottoposti a ulteriore ossidazione, tendente a trasformare in CO₂ e H₂O gl'idrocarburi incombusti e l'ossido di carbonio.

In fig. 1 è riportato uno schema di reattore della DuPont. Si distinguono un mantello esterno, un corpo tubolare termicamente schermato rispetto al mantello e i condotti di entrata e di uscita. I gas di scarico, mescolati con aria prelevata dai condotti di aspirazione del motore, entrano nel corpo tubolare dove s'instaura una zona a elevata temperatura nella quale si completa la combustione, con conseguente riduzione del tenore d'incombusti e di ossido di carbonio. I gas attraversano quindi lo spazio anulare fra corpo tubolare e mantello per passare infine nel condotto di uscita. Questa semplice forma di reattore non consente la riduzione degli NO_x; sembrerebbe peraltro possibile ottenere qualche risultato in tal senso mediante il riciclo dei gas nel reattore medesimo.

d) Reattori catalitici nei quali, oltre al processo di ossidazione degl'incombusti e dell'ossido di carbonio, ha luogo un processo di riduzione degli NO_x.

In fig. 2 è riportato uno schema del sistema motore-reattore proposto per un motore a ciclo Otto. I gas miscelati con aria vengono immessi nel reattore, dove avvengono i processi in questione. Il regolatore elettronico, elaborando il segnale del trasduttore del contenuto di ossigeno nei gas, governa la quantità di aria aggiunta. I catalizzatori sono di diversi tipi e natura, per es. costituiti da corpi ceramici a nido d'ape attivati da metalli rari come pure da corpi metallici in leghe rame-nichel.

e) Eliminazione delle sostanze tossiche e segnatamente del piombo dalle benzine, anche in relazione al fatto che i catalizzatori finora considerati deperiscono rapidamente per effetto di questo elemento.

Automobile elettrica. - La soluzione drastica del problema dell'inquinamento prodotto dagli a. si configura naturalmente nell'automobile elettrica. Si hanno già numerosi esempi di auto, autobus e autocarri azionati da motori elettrici alimentati da parecchie batterie di accumulatori. Sono state anche proposte soluzioni cosiddette "ibride", in quanto coesistono sull'autoveicolo motore elettrico e motore a combustione, accoppiato con generatore elettrico per la carica delle batterie; queste, nel caso dell'autobus elettrico Mercedes (fig. 3), vengono caricate durante la marcia e le soste fuori dell'area urbana, mentre all'interno di questa l'energia viene erogata solo dalle batterie e il motore a combustione viene fermato. Un'altra soluzione (fig. 4) prevede che il motore a combustione, oltre a caricare le batterie attraverso il generatore, possa collaborare col motore elettrico a sviluppare lo sforzo motore. Si tratta in ogni caso di prototipi sperimentali: il problema fondamentale rimane sempre quello dell'accumulatore d'energia e riguarda l'energia immagazzinabile per unità di peso.

Sicurezza. - Carrozzeria. - I più significativi sviluppi delle carrozzerie derivano essenzialmente dalla necessità di migliorare le condizioni di sicurezza degli occupanti in caso d'incidente. In ordine di tempo la prima presa di posizione ufficiale in questo campo si è avuta negli SUA e risale al 1968, quando il dipartimento dei trasporti, attraverso la NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration), formulò criteri informatori per lo sviluppo di un'auto sicura. In Europa dal 1970 esiste il comitato EEVC (European Experimental Vehicles Committee) che ha lo scopo di coordinare le attività del settore. Esemplare tra le conseguenti iniziative è il progetto RSV (Research Safety Vehicle), al quale prendono parte quattro costruttori americani e uno europeo.

Questo progetto ha avuto inizio il 18 gennaio 1974 e si articola in quattro fasi: la prima, della durata di 15 mesi, riguarda la stesura delle specifiche di costruzione del veicolo sicuro; la seconda, della durata di 18 mesi, la progettazione; la terza, di 12 mesi, è prevista per la costruzione di prototipi, mentre la quarta è destinata a prove e valutazioni. Il progetto, che può essere considerato come il seguito ufficiale delle iniziative degli SUA, si propone di stabilire le basi scientifiche per una legislazione sulla sicurezza dell'automobile, vista come elemento di un sistema di trasporti integrato.

Gli attuali indirizzi costruttivi della carrozzeria consistono nel proteggere l'abitacolo, conferendogli una conveniente robustezza e nel prevedere strutture collaterali destinate ad assorbire l'energia d'urto con forti deformazioni, in modo da ridurre le sollecitazioni cui sono sottoposti gli occupanti in caso d'incidente (fig. 5).

Le soluzioni sono molteplici e generalmente orientate sulla struttura portante, però si ha anche il caso, molto recente, della Citroen CX 2000, nella quale si ritrova il telaio portante con conseguente ripartizione tra telaio e carrozzeria della funzione di assorbimento di energia d'urto.

Accanto agli sforzi per migliorare la sicurezza degli occupanti non mancano quelli volti a ridurre le conseguenze dell'investimento di pedoni e ciclisti. Derivano da ciò la riduzione e la tendenza all'eliminazione di parti sporgenti, nonché l'arrotondamento delle forme evitando spigoli vivi.

Sono proseguiti gli sviluppi del miglioramento delle forme nei riguardi dell'aerodinamica, conseguendo, oltre a interessanti risultati nella riduzione della resistenza al moto, anche miglioramenti nella stabilità di marcia soprattutto a elevate velocità.

Accessori. - La pericolosità di un incidente può essere notevolmente ridotta mediante l'impiego di cinture di sicurezza, poggiatesta, opportuna distribuzione delle imbottiture interne, serrature che impediscano l'apertura delle porte per effetto di un urto, vetri di sicurezza, sistemazione protetta dei serbatoi di carburante e relative condotte in modo da diminuire il rischio d'incendio. Per limitare i danni di urti a bassa velocità si vanno diffondendo paraurti elastici e smorzanti (fig. 6).

Allo stadio ancora sperimentale è il dispositivo costituito da un cuscino di gas che, gonfiandosi, realizza una barriera convenientemente cedevole che s'interpone tra il passeggero e la parete del veicolo. Il problema da risolvere, perché questo dispositivo sia pienamente efficace, è quello del suo gonfiaggio tempestivo.

Motori. - Per quanto riguarda i motori di concezione tradizionale, a ciclo sia Otto sia Diesel, sono confermate le tendenze già delineatesi in precedenza e si va diffondendo, per ora su autovetture di maggior cilindrata, l'impiego di sistemi elettronici di controllo d'accensione e d'iniezione. Tali dispositivi, oltre ai già citati vantaggi nei riguardi dell'emissione delle sostanze nocive, assicurano minori consumi a parità di potenza.

Un'effettiva novità è rappresentata invece dall'applicazione del motore Wankel su autovetture di serie; fra queste la prima in ordine di tempo è stata la NSU RO 80.

Continuano gli esperimenti sull'impiego della turbina a gas per autotrazione, peraltro senza che si abbiano ancora applicazioni di rilevanza industriale.

Altri aspetti. - Tutti gli altri componenti degli a. hanno subìto molteplici migliorie, rese possibili dall'evoluzione delle tecnologie della produzione e dei materiali; l'interesse per esse, in generale, non va oltre quello per la soluzione specifica.

Affiora anche un interesse a orientare la produzione verso automobili di lunga durata, e ciò anche sotto la spinta della necessità della migliore utilizzazione delle materie prime. Al riguardo va ricordata la ricerca condotta dalla Porsche per la realizzazione di un'auto di questo genere: il progetto, presentato nel 1973, prevede un'auto capace di durare 20 anni ovvero utilizzabile per almeno 300.000 km. Uno dei problemi di rilievo concerne la resistenza alla corrosione della carrozzeria.

Sono infine da menzionare le ricerche dirette a realizzare su a. la guida automatica. Le applicazioni di realizzazione relativamente più semplice sembrano riguardare i trasportì industriali in aree particolari, come porti, miniere a cielo aperto, circuiti di prova di a. ed eventualmente trasporti di passeggeri su circuiti protetti.

Autocarro. - La produzione attuale degli autocarri si attiene alle norme emanate dal Codice della strada che lo definisce "veicolo a motore con almeno 4 ruote destinato al trasporto delle cose"; l'art. 32 del Codice, recentemente modificato dalla l. 5 maggio 1976, n. 313, stabilisce che l'a., compreso il carico, non deve superare pesi e dimensioni come specificato nella tab. 3.

Gli autocarri di peso complessivo superiore a 80 q non possono superare la velocità di 60 km/h su strade fuori dei centri abitati; se poi trasportano merci pericolose non possono superare i 40 km/h su strada e 30 km/h nei centri abitati. Altre restrizioni esistono per gli autocarri di peso o sagoma superiori a quelle sopra indicate, poiché vengono classificati "trasporti eccezionali", con speciali adempimenti, come autorizzazioni dei vari enti proprietari delle strade che si attraversano, scorta della polizia, ecc. Gli autocarri in Italia, secondo il peso, vengono classificati: commerciali, o derivati: cioè che derivano da gruppi meccanici originalmente autovetture, e non superano il peso complessivo di 30 q; leggeri: aventi un peso complessivo da 30 a 60 q; medi: da 60 a 140 q; medio-pesanti: da 140 a 150 q; pesanti: oltre 160 q.

La produzione di autocarri in Italia è molto vasta, e si articola sulle diverse potenze, sui pesi complessivi, sui passi (interasse), e sugl'impieghi speciali. Oltre all'Alfa Romeo, che limita la sua produzione ai commerciali da 12 q di portata utile, la Fiat (che opera sotto il nome internazionale di IVECO) costruisce ben 32 modelli base (esclusi i derivati), che, articolati sui diversi passi e versioni, raggiungono oltre cento differenti soluzioni.

Tutti i modelli di autocarri vengono realizzati con svariati tipi di carrozzerie, e con speciali o specifiche applicazioni. Citiamo le più importanti e usuali: cassonati, semitendonati, furgoni frigoriferi, cisterne, ribaltabili, chilolitrici, veicoli per servizi municipalizzati, autogrù, autoscale, ecc.

Autotelaio. - Fino al 1936-37 tutti gli autocarri avevano la cabina arretrata rispetto al motore, oggi sono quasi tutti a cabina avanzata, con notevole vantaggio per il piano di carico, salvo pochi modelli stranieri per servizi in cave e cantieri. Enormi progressi sono stati fatti in tutti gli organi meccanici, come freni con servofreno e rallentatori elettrodinamici; i cambi di velocità da 4/5 marce, a mezzo di riduttori, hanno raddoppiato le marce, ma attualmente la tendenza va già verso le 13 e 16 marce mediante overdrive surmoltiplicatori.

Motore. - Attualmente quasi tutti gli autocarri, esclusi i "commerciali", sono azionati da motori Diesel. I motori a benzina equipaggiano solamente gli a. militari. I motori Diesel hanno avuto negli ultimi anni una notevole evoluzione, specie nelle potenze. Ciò è stato necessario per aumentare il rapporto potenza-peso che, oltre a favorire i maggiori pesi, permette l'aumento della velocità commerciale, specie sui lunghi itinerari.

Autoarticolato. - È, secondo il Codice della strada, un "complesso di veicoli costituito da un trattore e da un semirimorchio, adibito al trasporto di cose". Apparso timidamente in Italia dopo la seconda guerra mondiale, si è andato sviluppando specie nei grandi trasporti internazionali e sui grandi itinerari nazionali. L'autoarticolato è un grosso mezzo di trasporto di merci su strada formato da un trattore collegato a mezzo di un perno e di una ralla di sterzatura, a un semirimorchio.

Il peso complessivo di un autoarticolato a pieno carico (cioè trattore + semirimorchio) può arrivare fino a 145 q, e, se nelle condizioni di cui alla nota (1) in calce alla tabella 3, va fino a 440 q (all'estero 380 q) se con complessivi 5 assi, 400 q se su 4 assi, 300 q se su 3 assi. L'autoarticolato non può superare la lunghezza massima di 15,50 m (all'estero 15), e porta un'unica targa.

Il trattore è semplicemente una motrice senza carico, e può essere a 2 o 3 assi (in questo caso i due assi posteriori sono motori).

Il semirimorchio. - È un rimorchio privo dell'asse direzionale anteriore, e di cui una parte notevole del peso e del carico grava sul trattore; quindi si muove con la sua parte anteriore poggiata sulla ralla di agganciamento del trattore, mentre la parte centrale e posteriore è dotata di 1, 2 o 3 assi. Quando il semirimorchio viene sganciato dal trattore poggia la sua parte anteriore su due staffoni telescopici con rotelle retrattili, che vengono azionati a mano o pneumaticamente.

Il semirimorchio ha consentito notevoli vantaggi nei grandi trasporti: la maggiore possibilità di carico per l'ampiezza del pianale, a fronte di una ridotta tara rispetto al tradizionale rimorchio; ma ancor più un'economia sul costo del trasporto. Infatti con un solo trattore (motrice) si possono effettuare trasporti "a navetta", cioè utilizzando sempre lo stesso trattore per il traino di due o più semirimorchi alternativamente, sganciando il semirimorchio carico in arrivo (per effettuare le operazioni di scarico) e agganciandone uno già pronto carico per la partenza. Tutto ciò elimina l'esercizio di due o piò motrici, e tutti i tempi morti di sosta per i carichi e scarichi.

Autosnodato. - "Veicolo costituito da più elementi di cui uno motore, tutti atti al carico permanentemente, e non rigidamente collegati". La caratteristica di questo veicolo è l'intercomunicabilità, fra i vari elementi, per mezzo di soffietti. E usato soltanto per il trasporto collettivo di persone nei servizi urbani e suburbani. In sostanza si tratta di un autobus a due assi che funziona da motrice e da un rimorchio (sempre per passeggeri) a un asse collegato alla motrice con soffietto girevole in modo da costituire all'interno un veicolo unico. Il soffietto ha proprio la funzione di assicurare la continuità anche nelle fasi di svolta, quando i due veicoli assumono differenti assetti direzionali. Esso è di grande capienza e arriva sino a 160 posti, ma non può superare la velocità di 60 km/h. I pesi massimi dell'autosnodato sono gli stessi che per l'autoarticolato, come pure la lunghezza massima è fissata in 15,50 m; salvo quando esso è formato da motrice e regolare rimorchio a due assi, sempre intercomunicanti con soffietto, ma allora viene chiamato "autotreno passeggeri", e la lunghezza massima arriva a 18 m (come l'autotreno merci). La distanza di sicurezza durante la marcia rispetto al veicolo che precede non può essere per gli autoarticolati e inferiore a 100 m.

Autoveicoli per uso speciale o per trasporti specifici. - Sono veicoli per trasporto di merci, caratterizzati dall'essere muniti permanentemente di speciali attrezzature idonee allo scopo. Tra questi veicoli troviamo: ribaltabili, furgoni frigoriferi e calorifici, cisterne normali oppure con speciali attrezzature per il trasporto di cementi sfusi o materiali polverulenti e granulati, autobetoniere, autogrù, autoscale, veicoli pubblicitari, veicoli per raccolta rifiuti urbani, autopompe per calcestruzzo, autoinnaffiatrici e spazzatrici, veicoli per trasporto autovetture, ecc.

Autobus. - "Veicolo destinato al trasporto di persone, con più di 9 posti, compreso l'autista". Attualmente gli autobus vengono realizzati su autotelai scudati (che spesso derivano da quelli impiegati per gli autocarri), in tre grandi categorie: leggeri, medi e pesanti. A seconda del loro impiego si dividono ancora in due principali versioni: urbani e interurbani (questi ultimi si differenziano ancora in autobus di linea, da gran turismo, da noleggio da rimessa e per svariati altri impieghi).

Gli autobus urbani sono in maggioranza pesanti con grande capienza di posti (circa 105 ÷ 120 fra posti in piedi e posti seduti), dispongono di potenze elevate (fra 200 e 250 Cv, all'estero anche 350 Cv) e sono realizzati nelle lunghezze di 11 e 12 m, nonché nella versione "a due piani" con un maggior disponibilità di posti a sedere. Gl'interurbani, usati per i collegamenti tra centri urbani, sono di solito veicoli medi e pesanti, più accoglienti, con posti tutti a sedere. Da essi derivano direttamente i lussuosi "pullman" da gran turismo, nonché quelli usati per noleggio da rimessa e altri servizi pubblici o privati. La potenza degl'interurbani è all'incirca quella degli urbani. Il numero dei posti sugl'interurbani oscilla intorno a 50 con un'ampia bagagliera, aria condizionata, impianto di radio (e a volte anche di televisione), mentre sui "gran turismo" si arriva alla luce di cortesia (come sugli aerei), cristalli atermici, servizio di bar, e a volte salottini e toilette.

Autobus sono anche quelli più piccoli denominati "microbus" per servizi urbani e interurbani, per un numero limitato di passeggeri, per comunità religiose, alberghi o aziende pubbliche e private. Poi vi sono gli "scuolabus" realizzati su veicoli leggeri, medi e pesanti, a seconda del numero degli alunni che devono trasportare; essi hanno di solito un servizio urbano e suburbano, e quindi su percorsi limitati, e con una predisposizione di posti in relazione all'età degli scolari.

La disciplina della circolazione degli autobus è appositamente regolata dal Codice della strada, e cioè: non possono eccedere la lunghezza massima di 11 m, sia che abbiano 2 o 3 assi; il peso complessivo a pieno carico non può superare 180 q se a 2 assi, (a determinate condizioni e per servizi urbani si può arrivare a 190 q su 2 assi), la velocità massima non può superare 70 km/h fuori dei centri abitati se il peso complessivo supera 80 q.

La tendenza attuale nella costruzione di autobus, specialmente per i modelli interurbani, ("gran turismo" e noleggio da rimessa, è di realizzare veicoli con il massimo comfort durante la marcia, quindi: aumento delle potenze per mantenere una notevole andatura, specie sulle autostrade, sospensioni che molleggino al massimo la trasmissione delle scosse e degli assetti del veicolo provenienti dalla strada, massima silenziosità nell'interno del veicolo, poltroncine orientabili, lussuose e comodissime, e persino cambi di marce automatici per portare al massimo livello di conforto questi veicoli.

Gli autobus da gran turismo sono usati largamente sui lunghi itinerari nazionali e internazionali e hanno quindi necessità di essere meccanicamente perfetti, in maniera da garantire il normale svolgimento del loro compito, che spesso si snoda su migliaia di chilometri di percorso in un'unica operazione.

Vedi tav. f. t.