Regolazione Attiva del rumore: Active Noise Control

Dopo aver conosciuto il Sound Actuator, proseguiamo con un altro sistema di regolazione attiva del rumore del propulsore, vale a dire l'Active Noise Control (ANC), detto anche in italiano "cancellazione attiva del rumore". 

Il suono può essere definito come una oscillazione di pressione che si propaga in un mezzo elastico. Ciò significa che può essere rappresentato mediante un'onda. Il particolare suono sarà dunque identificato quando saranno definite tutte le caratteristiche tipiche di un'onda, ossia l'ampiezza (l'altezza dell'onda) ed il periodo (la distanza tra due creste adiacenti).

L'Active Noise Control altro non fa che acquisire l'onda, rappresentante il rumore, mediante un sistema di microfoni installati direttamente all'interno dell'abitacolo e generare una nuova onda, avente stessa ampiezza e periodo della prima, ma in controfase, cioè sfasata di 180°. Infatti se si esegue la somma, punto a punto, di due onde identiche ma con uno sfasamento di 180° tra di loro, si osserva come esse si annullino a vicenda. Il risultato sarà dunque l'assenza delle oscillazioni del mezzo materiale in cui si propagano o, in altre parole, l'assenza (idealmente) o l'attenuazione (nella pratica) del rumore.

In rosso l'onda rappresentate il rumore del motore, in azzurro l'onda generata dall'ANC ed in verde il segnale risultante

L'ANC viene utilizzato, ad esempio, da Infinity e da Lexus ed è stato recentemente introdotto da Audi sui modelli S6, S7 ed S8 sui quali si attiva quando il motore, per tagliare i consumi di combustibile, funziona a 4 cilindri (anzichè 8) e lavora in simbiosi ai supporti del motore attivi.

Regolazione attiva del rumore: Sound Actuator

Se si vuole fare una sintetica lista dei difetti del motore Diesel è facile che compaia nelle prime posizioni la poco gradevole sonorità del propulsore, sia in termini di quantità che di qualità del rumore emesso. Indubbiamente rispetto al passato sono stati fatti notevoli passi in avanti, tant'è che oggi il peso di tale difetto è stato significativamente ridotto. Ciò è stato possibile lavorando su più fronti: dall'isolamento acustico dell'abitacolo, all'ottimizzazione e controllo del processo di combustione. Tra queste vie, che possiamo catalogare come tradizionali, se n'è aggiunta una nuova che va sotto il nome di "Sound Actuator" e viene utilizzata da Audi sul 3.0 TDI biturbo da 313cv (che equipaggia A6,A7,A8 e SQ5).

Il Sound Actuator è un sistema di regolazione attiva del rumore che si basa sull'impiego di altoparlanti, contenuti in casse acustiche, i quali comandati da una centralina agiscono in modo tale da regolare il sound del motore. Tramite questa soluzione si può ricercare, a seconda delle esigenze, o un abbattimento della rumorosità oppure un sound più appagante e più presente. 

Le casse acustiche che ospitano gli altoparlanti sono site direttamente nell'impianto di scarico

Dallo spettro del segnale appaiono evidenti i benefici apportati da questo dispositivo in quanto si può osservare come si arricchisca di componenti armoniche. Si possono infatti percepire distintamente delle tonalità tipiche di un motore V8 a benzina che si aggiungono a quelle classiche del V6 TDI della casa di Ingolstadt. 

Ovviamente si tratta di un artificio in grado di "truccare" il sound del propulsore, che comunque rimane distante dalle note esaltanti di un V8 a benzina sportivo. Tuttavia può dare una forma di appagamento ulteriore nella guida sportiva, cosa che non guasta affatto.

Il Sound Actuator viene prodotto dall'azienda tedesca Eberspaecher e si attiva nel momento in cui il guidatore seleziona la modalità "Dynamic", ossia la più sportiva, dell'Audi Drive Select.

Nel seguente video potete valutare personalmente le perfomance del Sound Actuator.

Fari full-LED

INTRODUZIONE

Si tratta della più recente tecnologia disponibile nell'ambito dell'illuminazione per auto, la quale prevede la totale sostituzione delle lampade tradizionali, alogene o a scarica di gas, con gruppi di Led ad elevata luminosità. 

I primi modelli di serie ad essere equipaggiabili con i fari full-LED furono nel 2008 l'Audi R8 e la Lexus LS 600h. Attualmente sono offerti prevalentemente su modelli di fascia medio-alta, ad eccezione della Seat Leon e dell'Audi A3.

Fari full-LED Seat Leon

Fari full-LED Lexus LS 600h 2008

IL LED

Già, ma che cos'è un LED? Senza addentrarci troppo nell'argomento, un diodo ad emissione luminosa o LED (acronimo inglese di light emitting diode) può essere definito come un semiconduttore in grado di emettere energia, sotto forma di luce visibile, quando viene percorso da una corrente elettrica.

VANTAGGI

I proiettori full-LED offrono molteplici vantaggi.

1. Sono caratterizzati da una temperatura di colore dell'ordine dei 5.500-6000°K, molto vicina a quella dell'illuminazione diurna. Ciò permette all'occhio di rilevare gli ostacoli più facilmente, trasmettendo in condizioni di scarsa visibilità la sensazione di una guida più sicura e rilassante.
2. Presentano dei ridotti consumi energetici.
3. Hanno una vita utile molto elevata, mediamente pari a quella dell'auto.
4. Non necessitano di manutenzione, essendo appunto privi di lampade e non essendo prevista la possibilità di sostituire i singoli moduli.
5. Si può realizzare un'illuminazione adattativa senza dovere ricorrere a complessi sistemi meccanici, come nel caso dei proiettori allo xeno. Risulta infatti sufficiente gestire opportunamente l'accensione dei singoli LED.
6. Offre maggiore libertà ai designer in quanto questa tecnologia permette di creare forme e profili inediti.

SVANTAGGI

Gli svantaggi coinvolgono sostanzialmente l'area economica, in quanto presentano costi consistenti sia all'acquisto che nel caso di sostituzione dell'intero proiettore in seguito ad un malfunzionamento.

Test drive BMW 120d

PRESENTAZIONE

La BMW serie 1, nella nuova versione, denominata F20, si rinnova. Intendiamoci: niente stravolgimenti, ma un profondo rinnovamento, che interessa il design, la meccanica e la tecnologia di bordo.

I segni distintivi rimangono quelli di sempre: il cofano allungato e l'abitacolo arretrato. Si caratterizza ora per un frontale massiccio, in cui spiccano i grandi gruppi ottici, dal look più "pacioso" che aggressivo, ed il classico doppio rene, che risulta maggiorato rispetto al passato.

Le fiancate mettono in evidenza una linea di cintura alta, il tetto inclinato verso il basso e i finestrini di dimensioni contenute, elementi che fanno apparire la serie 1 dinamica e slanciata.

Nella vista posteriore trovano infine posto i due gruppi ottici che, insieme ai passaruota bombati, sottolineano la larghezza e la muscolosità della vettura.

Occorre sottolineare come l'aspetto esteriore della vettura tenda a risentire del tipo di configurazione. In particolare proiettori allo xeno e cerchi generosi sono due tipici ingredienti in grado di elevare la gradevolezza dell'aspetto esteriore, anche sensibilmente.


MOTORE

La BMW 120d, oggetto di questa prova, è spinta da un 2 litri turbodiesel in grado di erogare 184cv di potenza massima e 380 Nm di coppia massima. Di fatto incarna l'ennesima testimonianza della proverbiale capacità di produrre motori da parte di BMW: il rapporto prestazioni/consumi è davvero esaltante. Se da un lato assicura infatti risposte sempre pronte e brillanti ed un'erogazione corposa ed efficace, dall'altro permette di ottenere consumi particolarmente contenuti, specie poi se relazionati ai valori prestazioni del propulsore.

Il motore gode inoltre di un ottimo allungo, spingendo senza cali fino a quota 4500 rpm e superando quindi di slancio quella "barriera" oltre la quale molti motori Diesel hanno già dato tutto.

CAMBIO

Il 2.0d è accoppiato ad un cambio automatico (di serie viene offerto un cambio manuale a 6 rapporti) a convertitore di coppia, prodotto dalla ZF e qui presente nella variante sportiva, denominata "Steptronic Sport". Questa si arricchisce, rispetto alla versione standard, della possibilità di selezionare i rapporti mediante le palette al volante e di tempi di cambiata ulteriormente ridotti.

L'abbinamento risulta perfettamente riuscito in quanto il cambio è in grado di esaltare le già ottime peculiarità del 2.0d, conferendo risposte fulminee in pressoché ogni condizione. Merito di ciò è in gran parte attribuibile alla perfetta spaziatura tra gli 8 rapporti di cui è provvisto.

Le cambiate sono sempre rapide e "dolci" ed il software di gestione interpreta correttamente, di volta in volta, le esigenze del guidatore. Nella modalità "DS", acquisisce una rapidità di funzionamento, prossima a quella di un cambio a doppia frizione. Inoltre, al fine di limitare i consumi negli itinerari urbani, è integrata anche la funzione Start Stop, che si attiva automaticamente quando, da vettura ferma, si attiva il freno.

Insomma, ha tutte le carte in regola per rientrare tra i migliori cambi automatici attualmente disponibili sul mercato.

SU STRADA

In estrema sintesi, verrebbe da dire appagante, divertente e sicura. La trazione posteriore, unita all'ideale distribuzione dei pesi tra l'asse anteriore e posteriore, assicura un ottimo bilanciamento della vettura che risulta molto efficace e coinvolgente in curva. Al limite, il sovrasterzo che si innesca quando vi è un eccesso di potenza sulle ruote posteriori, non è mai tale da impensierire, in quanto è ben identificabile e controllabile tramite acceleratore e sterzo. Quest'ultimo poi è in grado di restituire fedelmente ciò che accade sotto alle ruote, trasmettendo una sensazione di contatto diretto con la strada.

Si apprezzano infine i moti di rollio e beccheggio particolarmente contenuti.

COMFORT

Anche con i cerchi da 17" e l'assetto sportivo, le sospensioni filtrano bene le asperità del terreno e non si percepiscono reazioni eccessive anche in corrispondenza delle irregolarità stradali più pronunciate.

Risulta poi piuttosto curato anche il comfort acustico, sia in termini di qualità che di quantità del rumore emesso dal motore.

INTERNI

Ben fatti, per materiali, assemblaggi e finiture. Appaiono tuttavia allo sguardo poco coinvolgenti nella configurazione base, visto il design eccessivamente sobrio e minimalista. Gratificanti invece in presenza del navigatore "professional" che vanta un display a colori da ben 8,8" e può essere dotato di tutte le funzionalità più in voga al momento, come l'integrazione con i social network e la navigazione sul web.

Interni in configurazione standard

Interni in configurazione ricca

ABITABILITÀ

I passeggeri anteriori viaggiano comodamente, mentre la spaziosità e l'accessibilità posteriore sono solo sufficienti. Discreto è il vano di carico. Ci sono concorrenti nello stesso segmento che fanno decisamente meglio.

PREZZO

Non si può non concludere, specie di questi tempi, senza toccare il capitolo "prezzo", senz'altro una delle (poche) note più dolenti di quest'auto: davvero alto. Si parte per la BMW 120d da oltre 31000€ ma per una configurazione che la renda gratificante occorre attingere a piene mani dalla (lunghissima) lista di accessori. Il quadro si aggrava ulteriormente considerando che non vi sono allestimenti e/o pacchetti che consentano di arricchire la dotazione di accessori dell'auto ad un prezzo contenuto. Infatti le due "lines" disponibili, Sport ed Urban, a fronte di un sovrapprezzo rispetto alla versione base di circa 1500€ prevedono solo piccoli arricchimenti, più di natura estetica che funzionale.

Sito targhe

In questo post scopriamo un sito completamente dedicato alle targhe dei veicoli, vale a dire targheitaliane.com. 

Al suo interno si possono trovare le tabelle delle targhe, a partire da quelle storiche, datate 1905, fino ai giorni nostri. Si possono consultare non solo le tabelle delle targhe destinate agli autoveicoli ed ai motoveicoli, ma anche quelle relative ai rimorchi, alle macchine agricole, alle macchine operatrici ed ai ciclomotori. 

L'interfaccia del sito è estremamente semplice ed essenziale: la sezione verticale collocata a sinistra, permette di scegliere quali tabelle consultare, a seconda del periodo temporale di interesse. Successivamente sarà possibile filtrare ulteriormente la propria ricerca tramite dei menù a tendina. Basterà a questo punto ancora un solo clic sulla propria scelta per vedere le tabelle visualizzate.

Fari allo xeno

La tecnologia Xeno è stata introdotto sul mercato nel 1991 da parte dell'Automotive Lighting e si è poi diffusa trasversalmente negli anni, tanto che oggi è disponibile anche su vetture di fascia medio-bassa.

Che cos'è?

I fari allo xeno sfruttano un particolare tipo di lampada, detta "a scarica di gas". Essa, riempita internamente di gas (lo Xenon appunto) e priva di filamento, è dotata di due elettrodi tra cui viene innescato un arco elettrico, responsabile della ionizzazione del gas. Si tratta di un processo nel quale il gas perde la sua caratteristica di essere un isolante e diviene un buon conduttore di corrente elettrica. L'effetto della ionizzazione del gas è l'emissione di radiazioni elettromagnetiche nel range del visibile o, in altre parole, di luce.

Un apposito dispositivo, detto "ballast", trasforma la corrente continua fornita dal veicolo in corrente alternata, ai valori di tensione necessari alla lampada per il suo funzionamento (si raggiungono picchi di oltre 30 kV in fase di accensione ed appena 18V a regime, quando il gas si comporta come un conduttore).

L'impianto

I proiettori devono essere obbligatoriamente provvisti di un sistema lavafari e di regolazione automatica dell'assetto. Il primo assicura la pulizia delle lenti e dunque l'uniformità della distribuzione della luce, mentre il secondo regola i proiettori in base alle diverse situazioni di carico, evitando così eventuali fenomeni di abbagliamento nei confronti di chi viaggia in senso opposto.

Evoluzioni

Fari bixeno

I fari bixeno rappresentano un'evoluzione dei fari allo xeno e consentono, al singolo proiettore, di generare sia il fascio anabbagliante che quello abbagliante. Il passaggio da queste due modalità di funzionamento avviene per mezzo di un diaframma mobile schermato, in grado di aprirsi o chiudersi in modo da generare rispettivamente il fascio abbagliante o anabbagliante.

Fari adattivi

I fari adattivi prevedono che le caratteristiche del fascio vengano adattate automaticamente e dinamicamente in base alle condizioni momentanee. 

Nella configurazione più semplice prevedono la sola rotazione del fascio luminoso in funzione dell'angolo dello sterzo e della velocità del veicolo. I sistemi più complessi si arricchiscono di un' ulteriore funzionalità, ossia la possibilità di modificare, oltre all'orientazione,  anche la distribuzione del fascio stesso. Quest'ultimo può venire regolato a seconda del tipo di strada, in base ad una serie di programmi preimpostati (città, autostrada, traffico, campagna).

Temperatura

La temperatura di colore è quella grandezza, misurata in Kelvin, che esprime la tonalità della luce.

I fari xeno non hanno tutti la stessa temperatura, ma possono presentare diverse gradazioni, dalle più calde alle più fredde.

Normalmente i fari xeno montati in fabbrica presentano una temperatura di 4300K che corrispondono alla luce lunare. Salendo nella scala di temperatura troviamo la luce diurna (5000K-6000K), il bianco azzurrato (8000K), il blu (10000K) ed il blu violaceo (12000K).

Vantaggi

Rispetto ai proiettori alogeni convenzionali, il sistema Xeno è in grado di fornire più luce e meglio distribuita. 
Inoltre la luce emessa è simile a quella che vediamo durante il giorno e si adatta, dunque, alla naturale condizione dell’occhio umano. Ciò fa si che la guida risulti più sicura e rilassante nelle ore notturne. 
Infine le lampade allo Xeno si caratterizzano, rispetto ai proiettori alogeni, per il ridotto consumo energetico e per l'elevata vita utile.

Svantaggi

I fari xeno determinano una maggiore complicazione impiantistica, a causa dell'introduzione dei componenti necessari al loro funzionamento, ciascuno dei quali sarà poi caratterizzato da una certa probabilità di guasto. Inoltre, il sistema si caratterizza per costi consistenti, sia come optional (mediamente intorno ai 1000-1500€ a seconda della complessità) che in caso di sostituzione (se un proiettore si guasta non può venire riparato). 

Banco prova a rulli

Banco prova dinamometrico vs Banco prova a rulli

Oltre al banco prova dinamometrico, ne esiste una seconda tipologia: il banco prova a rulli. Se lo scopo, vale a dire la rilevazione dei parametri prestazionali del motore a combustione interna (come la coppia e la potenza erogate) rimane il medesimo, a cambiare, tra le due tipologie di banco prova, è la modalità con la quale tali parametri vengono misurati. Nel primo caso occorre infatti smontare il motore dal veicolo ed installarlo sul banco prova, nel secondo invece non è richiesta tale operazione preliminare. Appare dunque chiaro come il grande vantaggio di un banco prova a rulli sia proprio la maggiore facilità di esecuzione del test. C'è però un rovescio della medaglia: le performance del motore vengono misurate direttamente alla "ruota", pertanto saranno al netto delle dissipazioni di energia che hanno luogo nella catena cinematica a valle del propulsore. Occorrerà dunque stimare tali dissipazioni per risalire alle performance sviluppate effettivamente dal motore.

Banco prova dinamometrico

Banco prova a rulli

Come funziona

Il banco prova a rulli è costituito da uno o più rulli, che vengono posti in rotazione dalla ruota motrice del veicolo sottoposto al test e da un modulo elettronico, deputato all'elaborazione ed alla raccolta dei dati. La valutazione di quest'ultimi avviene tramite l'impiego di una cella di carico e di un encoder, i quali restituiscono rispettivamente le misure della coppia resistente e della velocità angolare del sistema.

Vi sono due diverse modalità di funzionamento del banco prova a rulli: inerziale e frenata

La prova al banco effettuata in modalità inerziale è molto rapida, ma allo stesso tempo poco precisa. Essa consiste nell’utilizzo della massa del rullo e quindi della sua inerzia, come strumento di misura della potenza e della coppia motrice del motore in analisi.

La modalità frenata sfrutta invece l’azione di un freno dinamico a correnti parassite per ottenere una misurazione precisa di coppia e potenza erogate. La prova può essere eseguita in più step in base al numero di giri del motore, oppure effettuata una volta noto il “tempo di rampa” (che permette al veicolo di raggiungere la sua massima capacità motrice).

Influenza delle condizioni ambientali sulle performance del motore

Le prestazioni di un motore endotermico sono influenzate, anche significativamente, dalle condizioni ambientali. Ci si può banalmente rendere conto di questo fenomeno, osservando il comportamento del proprio motore al variare delle stagioni.

Se si vuole dunque eseguire delle misure in accordo con la normativa, è necessario rilevare nella prova anche le grandezze fisiche ambientali, al fine di potere correggere i valori ottenuti in funzione di quest'ultimi in modo da ricondursi a delle condizioni di riferimento.

Output grafico restituito da un banco prova a rulli