Anche nei camion e negli autobus dominano le tecnologie elettroniche

In tutti gli autoveicoli l’elettronica costituisce oggi la tecnologia chiave per ottenere miglioramenti sul fronte della sicurezza e dell’impatto ambientale. Non stupisce, quindi, il continuo aumento del contenuto elettronico dei veicoli commerciali, che - a causa delle loro dimensioni e del loro peso - sono ovviamente oggetto di particolare attenzione da parte delle autorità preposte a tutelare la sicurezza stradale e a limitare le emissioni in atmosfera. Per comprendere meglio quali siano le opportunità applicative dell’elettronica nei camion e negli autobus di ultima generazione, è utile esaminare brevemente alcune delle novità presentate alla fiera Internationale Automobil-Ausstellung tenutasi ad Hannover dal 23 al 30 settembre e dedicata appunto ai veicoli commerciali.

La riduzione delle emissioni
Alcune delle novità presentate riguardano la riduzione delle emissioni dei motori diesel, un tema di grande attualità poiché la normativa Euro 6, in vigore dal 2013, imporrà un dimezzamento delle emissioni di particolato e una drastica riduzione degli ossidi di azoto (un quinto rispetto ai limiti attuali). La futura normativa richiederà inoltre la presenza di sistemi di diagnostica a bordo Obd (On Board Diagnostics) in grado di segnalare immediatamente gli eventuali malfunzionamenti dei filtri e dei catalizzatori. I nuovi sistemi di riduzione delle emissioni saranno quindi decisamente complessi e richiederanno una notevole quantità di elettronica. Senza entrare nei dettagli del funzionamento, ricordiamo che tipicamente questi sistemi comprendono un convertitore catalitico SCR (Selective Catalytic Reduction) per la riduzione degli ossidi di azoto, connesso a un dispositivo che inietta nei gas di scarico una soluzione di acqua e urea. Quest’ultima determina la formazione di ammoniaca, che reagisce con gli ossidi di azoto nel catalizzatore SCR producendo azoto puro (innocuo) e acqua. Il corretto funzionamento di questo sistema richiede un dosaggio molto preciso della soluzione acqua-urea e quindi una misura altrettanto precisa della quantità di ammoniaca, oltre che della velocità e temperatura del motore. Tra le aziende attive in questo settore è compresa Bosch, che ha presentato la terza generazione del proprio sistema Denoxtronic per il dosaggio della miscela acqua-urea sulla base della misurazione di tutti i parametri rilevanti. Bosch realizza inoltre il sistema Departronic, rivolto alla rigenerazione del filtro anti-particolato tramite l’iniezione di gasolio nei gas di scarico a monte del catalizzatore di ossidazione; la combustione di questo carburante consente infatti di bruciare il particolato accumulato nel filtro, ripulendolo. Il sistema ha quindi il compito di effettuare un dosaggio molto preciso del gasolio da iniettare, sulla base di vari parametri. Tra le società attive nel campo dei sistemi per la riduzione delle emissioni sono comprese anche Emitec ed Eberspaecher; quest’ultima detiene una quota significativa del mercato statunitense. Presente in questo campo anche Delphi Automotive, che ha presentato nuovi sensori di particolato e di ammoniaca rivolti appunto alla realizzazione dei sistemi per la riduzione delle emissioni.

Diesel e metano
Un altro fronte molto interessante riguarda la possibilità di utilizzare il metano per alimentare i motori diesel. Alcune delle soluzioni proposte richiedono di fatto la trasformazione del motore diesel in un motore a benzina, con l’aggiunta delle candele e il cambiamento del rapporto di compressione. Esistono tuttavia altre soluzioni, come quelle sviluppate da Bosch, che consentono di utilizzare il metano per sostituire fino al 97% del gasolio senza snaturare il motore diesel. Non è necessario aggiungere le candele, poiché l’accensione della miscela aria-metano viene ottenuta tramite l’iniezione del gasolio. Questi motori, pertanto, sono perfettamente in grado di utilizzare il normale carburante diesel nelle aree sprovviste di distributori di metano.

Camion elettrici
Ovviamente la crescente diffusione della trazione elettrica riguarda anche i veicoli commerciali. Il costruttore giapponese Mitsubishi Fuso, che fa parte del gruppo Daimler, ha presentato un autocarro elettrico da 3,5 tonnellate dotato di un’autonomia di 120 chilometri; la ricarica, a 380 volt, richiede sei ore. Il veicolo è equipaggiato con batterie agli ioni di litio da 40 kWh e un motore da 70 kW di potenza prodotta. Da rilevare anche una crescente offerta di soluzioni per sistemi ibridi e sistemi start-stop rivolti ai veicoli commerciali, particolarmente ai mezzi che effettuano soste frequenti come i camion per la raccolta dei rifiuti e gli autobus urbani.

Cancellazione del rumore
La già citata Eberspaecher opera anche in un altro settore di indubbio interesse per le applicazioni elettroniche, quello della cancellazione del rumore (nel senso acustico del termine). In sintesi, questi sistemi si basano su uno speciale altoparlante integrato nella marmitta, che produce onde sonore uguali e opposte a quelle generate dalla marmitta stessa. Le due fonti tendono pertanto ad annullarsi a vicenda, con una significativa riduzione della rumorosità complessiva. Naturalmente le difficoltà tecniche sono legate in primo luogo alle alte temperature e alle vibrazioni. La sperimentazione condotta dalla società tedesca ha dimostrato la possibilità di ridurre fino a 10 dB il rumore prodotto da un autocarro Mercedes Atego con motore a sei cilindri. Questa soluzione offre anche altri vantaggi: poiché la riduzione del rumore è affidata in buona parte all’elettronica, diviene possibile semplificare la struttura meccanica della marmitta che può quindi divenire più leggera. Nel caso dell’autocarro Atego i test hanno dimostrato la possibilità di sostituire il silenziatore originale (del peso di 58 chili e del volume di 95 litri) con una “marmitta attiva” di 29 chili e 85 litri. Inoltre uno stesso tipo di marmitta può essere adattato a diversi motori semplicemente modificando i dati di ingresso del software di cancellazione del rumore. Come se non bastasse, la marmitta attiva esercita una minore contropressione sui gas di scarico, il che si traduce in una riduzione delle emissioni di anidride carbonica.

Sicurezza e telematica
Per quanto riguarda il miglioramento della sicurezza dei veicoli commerciali, TRW ha dimostrato la possibilità di realizzare una serie di sistemi integrati che svolgono funzioni di assistenza alla guida: ad esempio il radar anteriore e una telecamera possono essere integrati con il dispositivo Esc (Electronic stability control) per ottenere una frenata d’emergenza automatica, mentre un altro tipo di telecamera può essere utilizzato per realizzare sistemi di allarme che segnalano al guidatore l’uscita dalla corsia di marcia (Lane departure warning), automatismi per la commutazione da abbaglianti ad anabbaglianti in funzione del traffico proveniente sull’altra corsia, sistemi di riconoscimento dei pedoni ecc.
Un cenno, infine, alle applicazioni telematiche. I servizi basati sulle comunicazioni radio tra il veicolo e le stazioni a terra si stanno sviluppando in modo perlopiù non coordinato, richiedendo l’installazione di più dispositivi diversi su uno stesso veicolo. Per risolvere questo problema, che riguarda in modo particolare i veicoli commerciali, la società ZF Friedrichshafen sta mettendo a punto una piattaforma telematica universale basata su processore Intel Atom, che consentirà l’unificazione di numerosi servizi.

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