Auto e moto d'epoca: la tecnica prima parte

Prima di cominciare il nostro restauro, vorrei insieme a voi, analizzare le differenze che ci sono in un'auto d'epoca rispetto ad una vettura moderna.

Se per le motociclette le differenze sono relativamente poche, sostanzialmente sono cambiati solo i materiali e gli impianti di alimentazione gestiti dall'elettronica; nelle automobili le differenze sono veramente tante e importanti.

Tutti gli aggiornamenti e le modifiche apportate in fase di progettazione e realizzazione delle vetture, sono state adottate in base a motivazioni funzionali, di sicurezza, per ridurre i costi di produzione, il contenimento dei consumi e per adeguarle alle normative antinquinamento che si sono susseguite nel tempo.

L'incremento delle prestazioni, la migliore vivibilità e l'adozione di serie di determinati accessori, e dovuta solo al cambiamento nella richiesta da parte dell'utilizzatore finale

Inizieremo analizzando le modifiche relative alla struttura della nostra auto, la telaistica, la meccanica applicata alla trazione e alle sospensioni, sarà l'argomento di questa prima parte.

Vediamo quindi in sintesi i tre punti che prenderemo in considerazione in questo Post:

1) Più di cinquant'anni fa, il concetto di carrozzeria portante o guscio, era ancora agli albori nella progettazione e realizzazione di una vettura. Le automobili venivano essenzialmente costruite con un telaio indipendente in longheroni d'acciaio, preposto a sopportare il peso di tutta la macchina, ed alloggiare le parti meccaniche che ne permettevano il funzionamento. La carrozzeria, era solo la componente della vettura, meccanicamente fissata al telaio, dove venivano ospitati i passeggeri ed erano posizionati i comandi della stessa.

2) Erano dotate esclusivamente di trazione posteriore, realizzata con un ponte rigido all'interno del quale trovava posto la trasmissione finale comunemente chiamata differenziale (ricordiamoci che il differenziale è un insieme di componenti atti a ripartire un numero di giri diverso alle ruote, quando si sta affrontando una curva; la vera trasmissione finale, è invece una coppia di ingranaggi solitamente a forma conica, definita appunto coppia conica).

3) Dal dopoguerra, fino ad oggi, dopo il definitivo abbandono degli obsoleti assali anteriori, le auto vennero sempre equipaggiate di ruote a sospensione indipendente sull'avantreno.

 

Vediamo quindi punto per punto le differenze.

- A distanza di tempo, per motivi di sicurezza, economicità, irrigidimento globale della vettura, guidabilità della stessa, il telaio in longheroni d'acciaio, è stato gradualmente sostituito e, quasi del tutto abbandonato in favore della scocca portante.

Quest'ultima, sfruttando nell'insieme tutto il suo complesso costruttivo, offre una struttura fondamentalmente molto più rigida, evitando, o perlomeno limitando considerevolmente, torsioni e deformazioni anche se provvisorie.

E' considerata a ragione, molto sicura. Gli studi e le tecniche per la realizzazione di un guscio a deformazione graduale, e ad assorbimento degli urti, sono diventate negli ultimi anni la regola per la costruzione di una scocca delle moderne auto. Penso che tutti, almeno una volta, abbiate visto i test delle case automobilistiche, quando simulano un impatto per verificare i comportamenti e l'efficienza del proprio prodotto.

La realizzazione risulta meno costosa, si tratta sostanzialmente, di assemblare per mezzo di saldature elettriche (ormai eseguite esclusivamente da robot), una sere di lamiere stampate e preformate, anch'esse prodotte da macchinari automatici.

Un esempio molto conosciuto di una delle prime automobili ad adottare questo sistema, La Fiat 500 e la sorella maggiore 600. Entrambe riscossero ai tempi un enorme successo.

- Dai primi anni 60', vi è poi stata l'introduzione di un altro sistema che ha stravolto (anche se le eccezioni, a volte importanti non mancano), tutti i concetti di fabbricazione e di guida delle vetture fino ad allora realizzate.

Le trasmissioni dell'epoca, erano esclusivamente posteriori. Anche se, con concezioni diverse; motore e cambio anteriori, collegati a un ponte posteriore tramite un albero di trasmissione della forza, vedi la Triumph TR2 del nostro restauro, tutte le prime Alfa Romeo, le Mercedes ecc. Oppure, motore e cambio posteriori, dove quest'ultimo alloggiava anche la trasmissione finale e il differenziale, un esempio molto noto la Porsche 356.

La prima realizzazione nel lontano 1959 della trazione anteriore, e poi la successiva produzione di serie a partire dai primissimi anni 60, segna una svolta significativa nella costruzione delle vetture.

Penso sappiate qual'è stata la prima macchina che ha introdotto questo sistema di applicare la forza motrice alle ruote; la Mini! Piccola vettura a scocca portante, provvista di un gruppo motore, cambio e trasmissione finale realizzato in un unico blocco (il cambio e relativa trasmissione, era inserito all'interno della coppa dell'olio del motore), posizionato nella parte anteriore dell'auto e trasversalmente al senso di marcia; ebbe al tempo, e tutt'ora, un grande successo.

La facilità di costruzione, il relativo risparmio economico, ma in primo luogo la semplicità di guida della vettura, fece in modo che, a distanza di anni, questa tecnica venisse adottata da tutte la case costruttrici. Nelle automobili moderne, riservate alla maggioranza degli utilizzatori, la trazione posteriore trova applicazione solo in abbinamento a quella anteriore nelle vetture 4X4.

Indubbiamente più pratica nell'uso di tutti i giorni, una trazione anteriore aiuta in modo considerevole ad affrontare curve e variazioni del manto stradale, migliorandone, come evidenziato, la guidabilità; non è detto però, che risulti più divertente, non sia priva di difetti o il modo migliore per scaricare a terra i cavalli del nostro motore.

In linea di massima, una vettura dotata di questo sistema, tende al momento di una ripresa, a sollevarsi/impennarsi nella parte anteriore, alleggerendo di molto la sensibilità e la precisione dello sterzo rispetto ad una posteriore; ad avere una maggiore tendenza a pattinare con le ruote di trazione.

Al contrario, le automobili sportive, dove i cavalli abbondano, sono ancora proficuamente equipaggiate con la spinta al posteriore. Indipendentemente da tutti gli stratagemmi e dalle adozioni aerodinamiche installate, avete mai visto una moderna vettura di Formula 1 con trazione anteriore; o altrettanto, una Ferrari, una Porsche ecc. di produzione odierna equipaggiate dallo stesso sistema?

 

Credo proprio di no, quasi tutte le auto sportive, sono e restano con la trazione posteriore, posizionando al contempo motore e cambio sempre dietro. Sfruttano al meglio la potenza di cui sono dotate, e, per quelle di produzione destinata al pubblico, per trasmettere sensazioni difficilmente eguagliabili dalle comuni vetture a trazione anteriore.

- Anche il sistema di sospensioni e assetto, è stato oggetto nel tempo a profonde modifiche di progettazione e realizzazione.

Per sintetizzare:

Le vecchie vetture erano normalmente dotate sull'avantreno, di due bracci (superiore e inferiore) per lato; composti da vari pezzi, uniti meccanicamente a formare un disegno triangolare o trapezoidale, spesso, a geometria e regolazione variabile. Il “perno a fuso” con relativo mozzo, collegava fra loro i bracci e permetteva il movimento rotatorio e angolare delle ruote sul proprio asse verticale (la sterzata)

Di un sistema sospensivo, molle elicoidali e/o balestre.

Di ammortizzatori (non sempre idraulici) indipendenti, che provvedevano a smorzare il movimento in verticale delle ruote.

Quando presente, da un sistema antirollio (barra di torsione), per limitare l'eccessivo coricamento della vettura sul proprio asse orizzontale frontemarcia.

Sul posteriore, come visto in precedenza, erano previsti:

Un ponte rigido (quindi indeformabile), con le ruote ad esso stabilmente collegate.

Una sospensione, normalmente composta da balestre.

Ammortizzatori (anche in questo caso non sempre idraulici) indipendenti.

Difficilmente, dalla barra di torsione o analogo sistema antirollio.

Successivamente, in quei modelli di auto dove è stata adottata la scelta di montare posteriormente, motore e cambio completo di trasmissione finale, si sono cominciate a vedere, anche al retrotreno, ruote a sospensione indipendente, realizzate tramite bracci oscillanti (a volte anche solo semplici leve) con molle elicoidali o a torsione.

La trasmissione della trazione, era affidata a due semiassi snodati.

Nello stesso periodo, alcuni modelli (vedi Alfa Romeo, Triumph TR4 ecc), con montaggio del propulsore e cambio sull'anteriore, gruppo finale posteriore, collegato per mezzo di albero di trasmissione, prevedevano anch'essi ruote a sospensione indipendente.

Ad eccezione delle sportive, che come vedremo poi adottano ancora sistemi sostanzialmente molto simili alle antenate, nelle auto moderne, il sistema di sospensione anteriore è molto cambiato per costruzione e tecnica.

I bracci oscillanti da due, si sono ridotti a uno soltanto, normalmente costituito di un unico pezzo e realizzato in lamiera stampate o per fusione d'acciaio.

L'insieme del pernofuso è scomparso, sostituito da un unico mozzo molto più rigido e compatto, dove trovano alloggiamento cuscinetto e flangia di fissaggio ruota.

Il gruppo ammortizzatore e molla elicoidale, diventano ora un tutt'uno e parte attiva nell'architettura globale dell'assetto anteriore, sostituendo a tutti gli effetti il braccio oscillante superiore.

Il sistema comunemente adottato dalla stragrande maggioranza dei costruttori, e nella quasi totalità dei modelli prodotti, è chiamato “McPerson”, dal nome del suo progettista.

L'ammortizzatore, nella sua parte inferiore si collega rigidamente al mozzo diventando un insieme unico con lo stesso; l'apice superiore provvede invece a fissarsi alla scocca. Il tutto provvede a sostenere la vettura e, tramite la rotazione sul proprio asse verticale, ad attuare la sterzata della ruota anteriore.

Come potete notare, il numero di pezzi per la realizzazione di questa sospensione è notevolmente diminuito, sono molto meno le parti che nel complesso si muovono e lavorano, i tempi di montaggio in produzione si riducono notevolmente, aumenta la semplicità delle eventuali riparazioni.

Il tutto si traduce in un notevole risparmio economico.

Vi direte, “è senz'altro la soluzione migliore in assoluto”.....

Se per certi aspetti questo è fondamentalmente vero, il sistema appena descritto presenta alcune lacune, a volte, non indifferenti.

Il fissaggio alla scocca tramite un unico punto di ancoraggio, non permette di distribuire uniformemente le forze deformanti, e le enormi pressioni che si creano durante il lavoro della sospensione.

Gli angoli ideali per un corretto assetto, impostati dalle geometrie dell'avantreno, non vengono mantenute durante il lavoro della sospensione, variano durante l'oscillazione verticale della ruota. Tranne che in alcuni (pochi) casi, non possono essere regolate e/o modificate, determinate di fabbrica, quelle rimangono.

L'usura delle giunzioni elastiche, è maggiore.

Per quanto riguarda il retrotreno, il sistema cambia poco; un solo braccio o un tirante oscillanti, un ammortizzatore con o senza molla incorporata che anche in questo caso sostituisce il braccio superiore, e una ruota che quando si muove verticalmente cambia in misura maggiore o minore in base al progetto, la sua geometria a terra.

In alcune vetture, annullando anche tutti i vantaggi delle sospensioni indipendenti, è presente un assale semirigido che non ha funzioni di trazione , ma svolge solo il compito di tenere in posizione le ruote, e sollevata la scocca.

Comunemente, tramite una torsione elastica controllata, svolge anche uno leggero lavoro di antirollio.

Riprendiamo ora come esempio le nostre fantastiche Formula 1.

Avete notato nelle riprese ravvicinate, che le sospensioni sia anteriori che posteriori, sono ancora a due bracci oscillanti trapezoidali?

Non essendo i costi una componente predominante per le scuderie; l'adozione di sospensioni che possono rivelarsi più performanti, che permettano di essere regolate e modificate a piacere, che mantengano nel modo migliore o con variazioni minime la posizione a terra delle ruote, è una fondamentale esigenza.

Le scelte moderne, sono quindi più orientate al contenimento dei costi e alla semplicità costruttiva generale.

Intendiamoci, non ci ritroviamo tra le mani delle ciofeche. I passi da gigante compiuti dalla moderna ingegneria automobilistica, ha permesso di risolvere quasi completamente le lacune.

Tutte le precedenti descrizioni e gli esempi, sono stati riportati per illustrarvi, a grandi linee, le differenze tecniche e le scelte costruttive tra un'auto d'epoca e una moderna; ma, al contempo, farvi notare come alcune soluzioni ormai datate, siano ancora tutt'ora adottate nella progettazione e costruzione di alcune automobili moderne.

Non sono nemmeno gli unici sistemi usati e sperimentati sulle vetture d'epoca o moderne, vi impartiscono solo una minima infarinatura complessiva. Sarà vostro compito e/o piacere, approfondire o meno i vari progetti studiati e realizzati nel tempo.

Certo, guidare una vettura moderna è indubbiamente più facile, all'interno della nostra macchina nuova appena uscita dal concessionario, siamo sicuramente e indiscutibilmente più protetti. Terrà meglio la strada (qui bisognerebbe addentrarci meglio, sulla valutazione dei materiali che vengono utilizzati per la costruzione delle auto moderne; pensate solo alle gomme...), ci permetterà senza sforzo di percorrere lunghe distanze senza stancarci ecc.

Ma... volete mettere la soddisfazione di partecipare ad una manifestazione, o anche solo andare in gita a bordo di una vecchia “signora”, dove tutti gli altri ci invidiano e si voltano a guardarla come se fosse una gran bella.... auto o moto d'epoca!

Nel prossimo Post, motori e cambi, sistemi di alimentazione e di accensione.

Ciao a tutti.