MASERATI

Come abbiamo visto per le Granturismo e Grancabrio anche la precedente generazione della Quattroporte era dotata della medesima piattaforma. Pertanto anche l’ammiraglia Maserati era dotata della doppia disposizione meccanica: la versione più sportiva con il cambio robotizzato Duoselect di derivazione Ferrari in configurazione transaxle, mentre la versione più lussuosa e confortevole era dotata del cambio automatico a 6 rapporti di ZF in blocco al motore.

Come si vede nella

Figura 2.36 relativa alla Maserati Quattroporte della precedente generazione con

cambio “Duoselect”, il motore è in posizione anteriore-centrale, ma non viene

sfruttato appieno il vantaggio di questa configurazione.

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2.5. AUDI

Il marchio tedesco è stato forse il primo costruttore a sviluppare un pianale modulare che potesse essere utilizzato non solo tra più segmenti, ma in comune tra auto e SUV. Il pianale MLB, modular longitudinal baukasten (pianale modulare longitudinale), che ha debuttato a metà anni 2000, ha costituito una vera e propria rivoluzione per Audi andando a sostituire gradualmente le precedenti piattaforme e ha riunificato i modelli su questa base dal segmento D alle ammiraglie e ai SUV più grandi.

In questo modo Audi ha ottenuto enormi economie di scala perché oltre ad avere la medesima piattaforma utilizzava il medesimo powertrain. Se prendiamo ad esempio la variante 3.0 diesel che è sempre abbinata al cambio automatico a 8 rapporti e la trazione integrale tale powertrain è uguale dal segmento D, la A4, sino al più grande SUV, il Q7, in Figura 2.37 l’A7. L’unica cosa che cambia solo i semiassi anteriori e posteriori e la lunghezza dell’albero di trasmissione.

Figura 2.37 - Meccanica Audi 3.0 TDI con cambio automatico 8 rapporti e trazione integrale - Immagine riferita all’Audi A7 - Immagine tratta dal sito www.km77.com

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Ma la stessa meccanica con il motore V6 benzina biturbo la si ritrova anche sulla variante più sportiva dell’A5 coupé, l’RS 5 come visibile in Figura 2.38.

Figura 2.38 - Audi RS 5 Coupé 2015 dotata del pianale MLB di Audi - dal sito km77.com

La modularità non è l’unica vera grossa novità: con questa piattaforma Audi riposiziona gli organi meccanici in modo tale da garantire un accentramento delle masse; ciò è stato ottenuto grazie alla traslazione del motore all’indietro, reso possibile dallo spostamento del differenziale.

Per comprendere adeguatamente il cambiamento avvenuto Audi diffuse la seguente immagine Figura 2.39 nella quale si pongono a confronto la meccanica dell’Audi A4 B8 del 2007 realizzata sulla nuova piattaforma MLB (Audi A4 B8, 2020) rispetto alla precedente generazione del modello denominata B7. La meccanica è della nuova generazione e viene rappresentato di colore blu il sistema di sterzo e i semiassi, mentre in rosso vi sono i medesimi componenti della precedente generazione nella quale si pone in risalto anche il posizionamento della ruota. Risulta evidente come a parità di motorizzazione il motore sia posizionato molto più vicino al semiasse, risultando quindi meno a sbalzo sull’anteriore. Ciò è possibile rivedendo il posizionamento del differenziale che è spostato più in avanti facendo il semiasse che porta il moto alla ruota lato guida tra il motore e il sistema

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della frizione o, nel caso del cambio automatico del convertitore di coppia e del cambio a doppiafrizione del modulo delle due frizioni.

L’attività di “centraggio” ed abbassamento masse del powertrain è dunque una esigenza evidente sia per trazioni anteriori che posteriori.

Figura 2.39 - Immagine di confronto tra la disposizione meccanica dell’Audi A4 B8 su pianale MLB con in blu sistema di sterzatura, uscita semiassi e baricentro rispetto alla precedente generazione di Audi A4 in rosso - Audi Press 2011

Vediamo qui di seguito in Figura 2.40 e Figura 2.41 le immagini relative a questi due tipi di cambi utilizzati da Audi.

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Figura 2.40 - Press Audi A4 V6 TDI quattro del 2015 con cambio automatico ZF 8HP55A - Immagine da Audi Press

Figura 2.41 - Press Audi A4 con cambio a doppiafrizione “S tronic” del 2015 - Immagine da Audi Press

Per ottenere questa configurazione Audi ha richiesto a ZF una versione specifica del cambio automatico con una scatola cambio dedicata tanto da ridenominare l’8HP55 in 8HP55A dove la A sta per Audi (Cambio ZF 8HP55A per Audi A8, 2020); come visibile nella Figura 2.42 il differenziale anteriore si trova nella

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medesima fusione del cambio con il semiasse lato guida attraversa la scatola del cambio appena prima del volano.

Figura 2.42 - Cambio automatico a 8 rapporti ZF 8HP nella variante Audi denominata 8HP55A - foto da www.europeantransimssions.com

Abbiamo visto come il motore dell’Audi si completamente davanti all’asse delle ruote anteriori. Questa caratteristica deriva dal fatto che si tratta di un pianale pensato per avere la trazione integrale, o, in alternativa per le versioni d’attacco, la trazione anteriore.

Per tale ragione vediamo come il telaietto che supporta il motore si trova completamente davanti all’asse delle ruote posizionando il motore sopra al sistema di sterzatura e alla barra antirollio come visibile nella Figura 2.43, nella quale si vedono i semiassi anteriori che si vanno ad inserire nel cambio, per esempio nel cambio automatico a 8 rapporti ZF 8HP55A visibile in Figura 2.42. In questo caso la coppa dell’olio si sviluppa completamente in avanti anche in larghezza come visibile in Figura 2.39.

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Figura 2.43 - Audi A4 2015 sospensioni anteriori - foto da www.automobilrevue.cz

La trazione integrale, infatti è una peculiarità di questo Marchio tedesco che fonda la sua storia sull’introduzione nei rally della trazione 4x4 all’inizio degli Anni ’80. L’Audi Quattro da rally era famosa per il motore a 5 cilindri turbo visibile nella Figura 2.44; questo motore risulta tuttavia particolarmente ingombrante in lunghezza da renderne difficile l’installazione su veicoli moderni e una corretta ripartizione dei pesi. Tuttavia, Audi ha preservato questa configurazione per le versioni più sportive dei modelli dei segmenti inferiori, che hanno una configurazione con motore trasversale nel quale è più facile l’installazione di un 5 cilindri.

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Figura 2.44 - Meccanica dell’Audi quattro S1 - Immagine da Audi Press Italia

Pertanto Audi, oltre ai 2.0 a 4 cilindri in linea, adotta oggi sui propri veicoli a motore longitudinale i 3.0 V6 nonché di 4.0 V8 sia benzina che diesel. Quest’ultimo avendo una configurazione a V ha una lunghezza che è poco superiore al 4 cilindri, ma comunque inferiore al 5 cilindri in-linea o ad un eventuale 6 cilindri sempre in- linea.

Da notare, inoltre come i motori a 6 e 8 cilindri di V di Audi abbiano una coppa a sviluppo orizzontale che va ben oltre il basamento; come visibile in Figura 2.45 relativa al 3.0 V6 turbo dell’A8 plug-in la coppa dell’olio si estende ben oltre il basamento motore sia in lunghezza che in larghezza, andando a occupare tutto lo spazio possibile visto che buona parte della sottobasamento è occupata dai sistemi di sterzatura e dalla barra antirollio come visibile nella Figura 2.43.

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Figura 2.45 - Motore Audi A8 L e-tron quattro plug-in hybrid con coppa olio a sviluppo orizzontale - Audi A8 e-tron Press

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2.6. SUBARU

Nel panorama automobilistico è utile citare un altro esempio di veicolo che nasce sulla base di un veicolo a trazione integrale ovvero Subaru.

Il Marchio delle Pleiadi, oltre ad essere contraddistinto per il suo 4x4, è noto per i motori boxer Figura 2.46 che l’hanno resa famosa sia su strada che nei rally.

Figura 2.46 - Motore boxer a 4 cilindri diesel della Subaru Legacy del 2015 - Immagine da www.km77.com

Il baricentro del motore a sviluppo orizzontale, e di conseguenza il baricentro dei veicoli Subaru, è sempre stato più basso rispetto ai motori in-linea come visibile in Figura 2.47; questa specificità ha permesso alle auto giapponesi una dinamica di guida sempre molto piacevole e sportiva. La configurazione meccanica di Subaru prevede il cambio in blocco al motore nel quale il differenziale si trova nella configurazione classica ovvero dietro il sistema frizioni del cambio manuale o del volano e del convertitore di coppia come visibile in Figura 2.48 e Figura 2.49.

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Figura 2.47 - Subaru Impreza WRX 2015 - Immagine da www.km77.com

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Figura 2.49 - Subaru Legacy 2010 - spaccato del cambio CVT a variazione continua - dal sito km77.com

Lo schema tecnico di Subaru è rimasto immutato nel tempo e non ha avuto quell’innovazione che invece ha avuto Audi, che ha spostato il differenziale anteriore in avanti, tra il motore e il cambio. È altresì vero che la configurazione di Subaru consta di motori a sbalzo anteriore con configurazione “boxer” a V di 180° gradi sia per i 6 cilindri che per il 4 cilindri, che risultano essere decisamente più corti rispetto a motori 4 cilindri in-linea. Questa configurazione tuttavia impedisce di posizionare il motore dietro l’asse delle ruote anteriori a causa dell’ingombro trasversale del motore e al sistema di scarico delle varianti sovralimentate nelle quali i due sistemi di scarico devono necessariamente ricongiungersi sul lato nel quale è alloggiato il turbocompressore come visibile in basso a sinistra nella Figura 2.50 e in basso nella Figura 2.51.

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Figura 2.50 - Subaru Legacy 2009 - motore 2.0 boxer da 173cv. Foto Autoblog.it

Figura 2.51 - Subaru Legacy 2009 - motore 2.0 boxer da 173cv. Foto da km77.com

Inoltre, se Subaru riuscisse comunque a posizionare il motore completamente dietro l’asse delle ruote e in basso, avrebbe il problema di far passare l’albero di trasmissione per il differenziale anteriore; per riuscirci dovrebbe necessariamente

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alzare il motore facendo passare l’albero al di sotto di esso, quindi vanificando in buona parte il posizionamento anteriore-centrale del motore.

Lo svantaggio della necessità di collegare le due bancate potrebbe essere eliminato ricorrendo a due linee di scarico e due turbocompressori separati, con ovvi costi superiori e con l’incognita del posizionamento rispetto all’asse delle ruote anteriori. Vi è un solo esempio nella gamma Subaru con la BRZ, e la gemella Toyota GT86, nella quale i tecnici giapponesi non hanno ricorso alla trazione integrale e ad avere una variante motore turbosovralimentata, in questo caso vi era il 2.0 boxer aspirato abbinato al cambio manuale a 6 marce come da Figura 2.52.

Figura 2.52 - Subaru BRZ - vista laterale motore e cambio - foto da Autoblog.it

In questo caso, però la volontà di mantenere l’auto compatta con un passo ridotto non ha evidentemente portato i tecnici giapponesi a spostare il motore in posizione anteriore centrale, ovvero completamente dietro l’asse delle ruote anteriori, così da posizionarlo ancora più in basso. È anche vero che i tecnici Subaru hanno migliorato il posizionamento rispetto alla classica configurazione Subaru come si può apprezzare confrontando le due immagini in Figura 2.53 e Figura 2.54.

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Figura 2.53 - Subaru BRZ e Toyota GT86 - posizione motore classico di Subaru - immagine da video Toyota su Autoblog.it

Figura 2.54 - Subaru BRZ e Toyota GT-86 - arretramento e abbassamento baricentro motore rispetto al classico posizionamento in vettura delle Subaru a causa della trazione integrale di queste ultime - immagine tratta da video Toyota su Autoblog.it

La ricerca del massimo piacere di guida, ottenuta con l’abbassamento il più possibile di tutti gli organi meccanici, è dimostrata dal caso di Subaru che ha posizionato il motore e il pilota il più possibile vicino a terra, in questo caso a 400mm da terra, come si può notare nella seguente immagine di Figura 2.55:

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Figura 2.55 - Subaru BRZ e Toyota GT-86 - Posizionamento seduta guidatore – immagine tratta da video Toyota su Autoblog.it

Anche in questo caso Subaru e Toyota sono dovuti scendere a compromessi per mantenere il prezzo dell’auto il più basso possibile (intorno ai 30’000€), quindi si è utilizzato un sistema di scarico unico con schema analogo a quello delle altre Subaru, ma col vantaggio dell’assenza della turbina, come si può notare dalle immagini di Figura 2.56 e Figura 2.57:

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Figura 2.57 - Subaru BRZ - spaccato vista laterale dal sito blog-moteur.com

2.7. PORSCHE

Limitando i modelli della casa alla 911 in tutte le sue declinazioni si potrebbe affermare, semplificando, che le 911 sono delle Subaru a 6 cilindri con posizionamento speculare: troviamo infatti il motore al posteriore a sbalzo con la trasmissione tra i due strapuntini posteriori e, nel caso delle versioni a trazione integrale, differenziale centrale e albero di trasmissione che portano il moto lungo l’asse anteriore dove si trova il differenziale anteriore con relativi semiassi. Il vantaggio di Porsche rispetto a Subaru è l’utilizzo (auto evidentemente ben più costose) di un motore 6 cilindri boxer con due turbocompressori, uno per bancata con relativo sistema di scarico posizionato ai lati, dietro i passaruota posteriori; senza quindi avere il sistema di scarico di una bancata che portano i gas di scarico dall’altra parte del veicolo tramite una tubazione al di sotto del veicolo. Tutto ciò permette a Porsche di posizionare particolarmente in basso gli organi meccanici con il solo vincolo del posizionamento dei due semiassi posteriori. La Figura 2.58 con vista da sotto mostra la disposizione meccanica così come la Figura 2.59 con vista dalla parte posteriore.

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Figura 2.58 - Porsche 911 serie 997 dettaglio meccanica trazione integrale - Immagine Press Release Porsche 2005

Figura 2.59 - Porsche 911 attuale, serie 992, dettaglio powertrain posteriore con turbine simmetriche, una per lato - Dal sito km77.com

Sia a livello di sovralimentazione che di sistema di scarico Porsche non ha problemi ricorrendo ad un sistema di scarico per bancata che si ricollega dietro al motore, sulla parte terminale dell’auto, all’interno di un unico silenziatore come visibile in Figura 2.59 e Figura 2.60.

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Figura 2.60 - Porsche 911 serie 997 dettaglio del motore con sistema di scarico - Da sito km77.com

A livello di trazione integrale abbiamo detto che lo schema assomiglia molto a quello di Subaru, ovviamente con il senso di marcia invertito. Le versioni a trazione integrale dispongono di un albero di trasmissione che dal cambio porta il moto alle ruote anteriori come visibile in Figura 2.58 e in Figura 2.61

Nella parte anteriore dell’albero di trasmissione si trova il differenziale centrale visibile in spaccato nella Figura 2.61 che ripartisce la coppia da trasferire all’asse anteriore tramite il differenziale anteriore che ripartisce la coppia sui semiassi anteriori.

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Figura 2.61 - Porsche 911 serie 997 dettaglio differenziale centrale e differenziale anteriore - Immagine da km77.com

Per quanto concerne i cambi la 911 Porsche utilizza sull’attuale generazione, denominata 992 un nuovo cambio a doppiafrizione a 8 marce prodotto da ZF; sarà disponibile per alcune varianti anche il cambio manuale a 7 marce già utilizzato sulla precedente generazione del modello, la serie 991. Su questa precedente 911, infatti, Porsche aveva fatto debuttare questo cambio manuale a 7 marce così come un cambio automatico a doppiafrizione sempre a 7 marce realizzato partendo dal medesimo progetto comune; i due cambi disponevano della medesima scatola in alluminio e di molti componenti condivisi, oltre ad essere realizzati sulla medesima linea produttiva; ciò permetteva di ottimizzare i costi di sviluppo e di produzione, oltre a rispondere prontamente alle scelte produttive e di mercato. (Sherman, 2012). Nella seguente Figura 2.62 ci si rende facilmente conto delle analogie e comunanze dei due cambi.

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Figura 2.62 - Porsche 911 serie 991 cambio modulare ZF a 7 marce sia in versione MT7 che WDCT7 - Immagine da Caranddriver.com

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2.8. FERRARI

Figura 2.63 - Meccanica Ferrari F12 con motore completamente dietro l'asse delle ruote anteriori in configurazione "anteriore-centrale" - immagine tratta dal sito www.shutterstock.com

Le Ferrari a trazione posteriore con motore anteriore hanno da sempre avuto il motore completamente dietro l’asse delle ruote anteriori, come visibile in Figura 2.63, e con cambio al retrotreno, configurazione transaxle.

Con California ed FF fa il suo debutto sulla berlinetta di Casa Ferrari il cambio a doppiafrizione sviluppato da Ferrari a 7 marce e realizzato da Getrag che ha permesso, grazie all’ingresso dell’albero al di sotto del centro delle ruote posteriori, l’abbassamento del baricentro. Questa nuova trasmissione ha permesso addirittura l’eliminazione del classico tubo rigido nel quale gira l’albero motore con l’olio che, sino alla F599GTB, collegava rigidamente motore e cambio. In questo modo si è anche riusciti a separare i modi di vibrare del cambio dal motore e viceversa, così da utilizzare boccole specifiche aumentando la risposta del motore, il comfort e minimizzando i movimenti dei componenti.

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Non avendo più questo “tubo” gli ingegneri hanno potuto migliorare l’abitabilità interna o, a parità di spazio per i passeggeri, ridurre la larghezza del veicolo, come penso sia avvenuto, con ricadute positive sull’aerodinamica e, al tempo stesso, hanno potuto posizionare il motore più in basso. Il risultato sono quei 25 millimetri di abbassamento del baricentro, un risultato molto importante ottenuto, non ultimo, dall’abbassamento del serbatoio, anche questo ottenuto grazie al cambio più basso e più spostato indietro.

Forse, ma è tutta da verificarne la fattibilità, si sarebbe potuto spostare il serbatoio poiché sulla F12 risulta essere in posizione rialzata nella parte più vicina all’abitacolo del vano di carico come si vede in Figura 2.64 e Figura 2.65.

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Figura 2.65 - Vano bagagliaio Ferrari F12 con parte in nero lucido del serbatoio - Immagine tratta dal sito www.carsauto.com

Lo si sarebbe potuto posizionare al di sotto dei sedili, sfruttando quello spazio a forma triangolare che vi è al di sotto delle gambe rispettivamente del pilota e del passeggero. Questo avrebbe permesso di abbassare ulteriormente il baricentro anche se l’avrebbe fatto di poco avanzare.

Nella gamma Ferrari vi è anche l’esempio di una trazione integrale veramente particolare, si tratta della FF nella quale i tecnici di Maranello sono partiti dalla base della F12 e, per non stravolgere la meccanica, hanno praticamente introdotto un secondo cambio che prende il moto dalla parte anteriore dell’albero motore, ovvero nella parte che di solito è collegata ai servizi.

Come è visibile in Figura 2.66 questo piccolo cambio è dotato di due marce in avanti e della retromarcia, permettendo di non modificare lo schema architetturale a

motore anteriore-centrale utilizzato per le altre auto della Casa del Cavallino. A valle di esso vi è un sistema di frizioni che inseriscono e dosano la coppia motrice alle ruote. Si tratta di uno schema particolare, complesso, costoso e poco efficiente, ma molto efficace per questo tipo di vettura che altrimenti necessiterebbe di un

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lungo albero di trasmissione che dal cambio posto al retrotreno portino il moto alle ruote anteriori, cosa che abbiamo visto per la Nissan GT-R.

Figura 2.66 - Meccanica 4x4 Ferrari FF - Immagine tratta dal video di Ferrari

Figura 2.67 - Meccanica Ferrari FF al Salone di Ginevra 2011

La meccanica nel suo complesso è stata mostrata da Ferrari al Salone di Ginevra del 2011 nella Figura 2.66.

Insieme al posizionamento anteriore-centrale del motore e al cambio transaxle quello che contraddistingue Ferrari dalla concorrenza è il ricorso a motori a carter- secco, questa tipologia di coppa dell’olio è utilizzata nei motori da corsa per sopportare accelerazioni laterali e longitudinali estreme oltre che per posizionare il

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motore più in basso possibile così da migliorare ulteriormente la dinamica di guida. L’abbassamento degli organi meccanici e il generale del baricentro dell’auto è quasi un’ossessione di Ferrari come si può vedere nella seguente Figura 2.68 in cui vengono confrontati i motori della Ferrari F458 Italia e della sua erede, F488GTB. Sebbene si passi da un motore aspirato ad uno turbo con le turbine poste in alto la riduzione dell’altezza del baricentro è di ben 5mm a soli 256mm dalla base della coppa olio motore che corrispondono ad una distanza dall’albero motore di appena 126mm.

Figura 2.68 - Confronto tra i motori Ferrari 458 Italia e 488 GTB - Immagine tratta dalla presentazione del modello 488 GTB mostrata all'International Test Drive del 2015

La pressione dei costi o la volontà di aumentare ancor di più i margini e la qualità dei prodotti ha spinto Ferrari a sviluppare una nuova piattaforma che sia modulare ovvero che su una struttura base con sottocomponenti comuni riesca a realizzare auto completamente differenti come l’erede della Portofino, dotata di motore anteriore centrale, e l’erede della F8 Tributo (a sua volta erede della 488 GTB), con motore posteriore centrale, come si vede nella Figura 2.69.

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Figura 2.69 - Nuovo pianale modulare Ferrari che ha debuttato sulla SF90 Stradale – Immagine tratta dal sito Autocar.co.uk

https://www.autocar.co.uk/sites/autocar.co.uk/files/styles/gallery_slide/public/images/car-reviews/first- drives/legacy/ferraripackage3rd.jpg?itok=QAam2j5w

2.9. CADILLAC

Veniamo ora al marchio Premium di GM che per qualche anno ha provato ad entrare nel mercato europeo andando a realizzare vetture a trazione posteriore dal