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La situazione attuale del turbomotore nel campo automobilistico

Esame delle possibilità dei turbomotori nel campo automobilistico basato sui risultati sperimentali otte- nuti con i tipi di piccola potenza finora costruiti.

Al t e r m i n e della seconda guerra m o n d i a l e , men- tre le applicazioni della t u r b i n a a gas come p r o p u l - sore a getto nell'aviazione e come m o t o r e nel c a m p o dei grandi i m p i a n t i fissi p e r generazione di elettri- cità iniziavano il loro vertiginoso sviluppo che do- veva p o r t a r e alle grandi realizzazioni o d i e r n e , anche l'industria privata n o n interessata d i r e t t a m e n t e a questo p r o b l e m a affrontava in molti paesi, con pro- g r a m m i a lunga scadenza, le difficoltà della costruzione del t u r b o m o t o r e di piccola potenza ( c a m p o di potenze compreso tra 50 e 300 Cv).

Oggi, alla distanza di circa otto a n n i , questi p r o - g r a m m i stanno d a n d o i p r i m i risultati concreti che p e r m e t t o n o di ricavare dati di o r i e n t a m e n t o e p r e - visioni sui prossimi futuri s v i l u p p i ; un esame in tale c a m p o fatto con l'occhio specializzato del co- struttore di a u t o m o b i l i è q u i n d i interessante per p o t e r giudicare che cosa la trazione su strada e su rotaia p u ò sperare di ottenere dai m o t o r i a t u r b i n a oggi e nel prossimo futuro.

I piccoli t u r b o m o t o r i , nati in alcuni casi con dichiarati i n t e n d i m e n t i automobilistici ed in altri senza p r o g r a m m a di utilizzazione ben definito, sono caratterizzati t u t t i da alcune caratteristiche comuni e cioè :

— ciclo termico molto semplice e p r a t i c a m e n t e

unificato (compressione senza raffreddamento

— combustione a pressione costante ed in u n a sola fase — espansione senza riscaldamento)

— mancanza di r i c u p e r o del calore dei gas di scarico

— semplicità costruttiva, intesa come riduzione al m i n i m o degli organi fondamentali, p o r t a t a agli estremi ( u n compressore centrifugo — u n a od al massimo t r e giranti di t u r b i n a — u n a od al massimo t r e camere di combustione)

— applicazione sul m o t o r e di t u t t i gli organi ausiliari atti a r e n d e r l o c o m p l e t a m e n t e a u t o n o m o

— applicazione di un r i d u t t o r e del n u m e r o di giri p e r p e r m e t t e r e l'utilizzazione della potenza a regimi compresi tra 1500 e 6000 g i r i / m i n .

— regime di rotazione massimo assai elevato (compreso t r a 30.000 e 45.000 g i r i / m i n . )

— peso ridotto

— ingombri relativamente piccoli

— consumi specifici assai elevati (consumo m i n i m o maggiore di 500-600 g r / C v h ) .

Essi, agli effetti di come viene p r o d o t t a la potenza u t i l e , si dividono in due grandi categorie:

A) m o t o r i con due assi o m o t o r i con t u r b i n a motrice (fig. 1),

B) m o t o r i con un solo asse (fig. 2).

Nel motore del t i p o (A) esistono due alberi atti a trasmettere potenza : u n o che collega il compressore ad u n a o p i ù t u r b i n e ed attraverso un g r u p p o di riduzione comanda t u t t i gli organi ausiliari; un secondo che riceve la potenza generata da u n a o p i ù t u r b i n e lavoranti sotto la corrente di gas uscente dal p r i m o g r u p p o , detto g r u p p o generatore, e la trasmette agli organi utilizzatori attraverso un secondo r i d u t t o r e .

A m e n o di soluzioni speciali, i due alberi non sono legati t r a di loro che dal fluido attivo, veicolo del calore. La regolazione del m o t o r e agli effetti potenza si ottiene v a r i a n d o u n i c a m e n t e la q u a n t i t à di combustibile i n t r o d o t t a nelle camere di combustione.

A q u a n t i t à di combustibile introdotto costante, il g r u p p o generatore funziona con t e m p e r a t u r a di combustione e velocità costanti, m e n t r e all'asse della t u r b i n a motrice si p u ò ottenere u n a curva di potenza nel c a m p o di giri compreso t r a zero ed i giri massimi ammissibili.

Come è noto n e l c a m p o della trazione p i ù che di potenza in funzione dei giri si p a r l a di coppia in funzione dei giri; ora le curve di coppia ottenibili a l l ' a l b e r o della t u r b i n a motrice p e r i vari regimi di rotazione del g r u p p o generatore sono tutte caratterizzate da un a n d a m e n t o decrescente al ere-

Fig. 3 - Sezione del turbomotore Rover T 8 .

scere dei giri, con valori a p u n t o fisso (velocità nulla) che sono circa 2-3 volte maggiori di quelli che corrispondono al p u n t o di potenza massima

(fig. 5).

Altra caratteristica notevole di questo t i p o di m o t o r e è che la potenza massima fornita dalla tur- b i n a motrice cresce m o l t o r a p i d a m e n t e in funzione dei giri del g r u p p o g e n e r a t o r e ; come conseguenza, anche con i m p i e g h i di potenza relativamente ridotta, il g r u p p o generatore deve r u o t a r e a regimi sempre assai elevati (figg. 4-8-14).

Il m o t o r e del t i p o (B) è costruttivamente p i ù semplice in q u a n t o l'unico albero collega il compressore e la t u r b i n a (o p i ù t u r b i n e ) ed attraverso un unico r i d u t t o r e comanda gli organi ausiliari e l'albero di presa di potenza. La regolazione del motore è più complessa p e r c h è la t e m p e r a t u r a di combustione, oltre che dalla q u a n t i t à di combustibile introdotta, d i p e n d e anche dalle condizioni di utilizzazione. A m m e t t e n d o u n a regolazione di c a r b u r a n t e tale da m a n t e n e r e le t e m p e r a t u r e dei gas all'in- gresso della p r i m a t u r b i n a costanti a qualsiasi regime, l ' a n d a m e n t o della coppia risulta notevolmente crescente col n u m e r o di giri del m o t o r e (fig. 13). P u ò darsi che con particolari accorgimenti si possano ottenere curve della coppia motrice con a n d a m e n t o p i ù p i a t t o e q u i n d i p i ù favorevoli alla trazione, ma dai dati che si conoscono a t t u a l m e n t e p a r e che sia assai difficile avvicinarsi alla curva di

coppia dei m o t o r i a stantuffi a t t u a l m e n t e impiegati sugli autoveicoli.

Se si adottasse un giudizio discriminatore basato sulle esigenze di coppia motrice i m o t o r i del t i p o (B) dovrebbero essere esclusi da questo esame, p e r ò essendo tale m o t o r e interessante dal lato economico, nella descrizione che segue considereremo t u t t i i t i p i a t t u a l m e n t e n o t i , t r a t t i a far ciò anche dal fatto che se si applicasse un secondo giudizio di esclusione basato sul consumo specifico, nessun t u r - b o m o t o r e p o t r e b b e essere preso in considerazione.

Vengono invece esclusi da questa rassegna quei tur- b o m o t o r i di piccola potenza c h e , essendo destinati ad i m p i e g h i speciali, h a n n o caratteristiche assoluta- m e n t e i n a d a t t e alla p r o p u l s i o n e automobilistica.

P o i c h è alcuni dei m o t o r i descritti appresso sono già stati provati o sono in prova su veicoli stradali divideremo l ' a r g o m e n t o in due p a r t i , u n a descrizione sommaria dei m o t o r i ed u n a dei veicoli, con a l c u n e indicazioni dei risultati ottenuti d u r a n t e le prove su strada.

Tipi di motori.

Rover. — La ditta Rover, molto n o t a nel c a m p o delle costruzioni automobilistiche, alla fine della guerra approffittando dell'esperienza acquisita da alcuni dei suoi tecnici nel c a m p o dei reattori e sfruttando la collaborazione di ditte specializzate, ha iniziato lo studio di un t u r b o m o t o r e destinato in

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Fig. 6 - Turbomotore Boeing 502.

6) T i p o « A u r o r a » 100 Cv. con t u r b i n a m o - trice ( t i p o A)

100 Cv.

75 Cv. (basata su un inter- vallo di 1000 h. t r a le revisioni principali)

580 g / C v h . a 100 Cv.

650 g / C v h . a 75 Cv.

8 6 0 × 4 1 0 × 5 6 0 m m . 68 k g . circa Potenza massima

Potenza continuativa

Consumo di combustibile

Dimensioni Peso

I consumi specifici alti, la mancanza di scambiatore di calore, l'impostazione fatta sia sul t i p o

Fig. 7 - Sezione del turbomotore Boeing 502.

Fig. 4 - Curve di potenza del turbomotore Rover T8.

m o d o esplicito all'impiego su a u t o v e t t u r e . Nel 1948 fu a n n u n c i a t o il p r i m o m o t o r e da 100 Cv che con successive modifiche è stato p o r t a t o ad u n a potenza massima di 200 Cv. Nel 1950 questo m o t o r e fu pre- sentato p e r la p r i m a volta alla stampa tecnica su u n a vettura con la quale le dimostrazioni furono limitate ad alcuni giri su pista. Circa due a n n i d o p o , e precisamente nel 1952, fu presentata u n a versione migliorata e con u n a nuova vettura furono stabiliti alcuni record di velocità. Di questo u l t i m o m o t o r e d e n o m i n a t o T8 d i a m o u n a sommaria descrizione (fig. 3). Esso a p p a r t i e n e al t i p o (A). Il g r u p p o ge- n e r a t o r e è costituito da un compressore centrifugo e da u n a t u r b i n a assiale e n t r a m b i monostadio, il g r u p p o m o t o r e da u n a unica t u r b i n a assiale con relativo r i d u t t o r e . Una sola camera di combustione di dimensioni notevoli fornisce l'energia termica alla corrente d'aria uscente dal compressore. Carat- teristica è la disposizione del circuito che l'aria per- corre attraverso il m o t o r e . Il m o t o r e è m u n i t o di dispositivo d'avviamento con m o t o r i n o elettrico e a p p a r a t o p e r l'accensione, di regolatore e di tutti gli altri a p p a r e c c h i ausiliari necessari p e r il funzio- n a m e n t o del m o t o r e . Su alcuni disegni del m o t o r e è a p p a r s o u n o scambiatore di calore che p e r ò non è m a i stato utilizzato nelle prove p r a t i c h e . È n o t o c o m u n q u e che la R o v e r sta studiando attivamente la risoluzione di questo p r o b l e m a , come a p p a r e dai vari brevetti depositati.

Il regime massimo di rotazione p e r il g r u p p o generatore è di 40.000 g i r i / m i n , e p e r la t u r b i n a motrice di 30.000 g i r i / m i n . La t e m p e r a t u r a massima di funzionamento è di 800°C.

La girante del compressore ha un d i a m e t r o di 222 m m . ed è composta da u n a p a r t e a palette radiali ricavata m e d i a n t e fresatura da un disco di allu- minio fucinato e da u n a p r e g i r a n t e di acciaio al ni- chel. La t u r b i n a p e r il comando del compressore ha il diametro esterno di 220 m m . , quella motrice ha il diametro di 236 m m . m e n t r e il diametro interno è costante di 160 m m . Le due giranti sono co- struite di Nimonic con la p a l e t t a t u r a ricavata me- diante fresatura dei dischi. Il r i d u t t o r e di velocità è a ingranaggi cilindrici elicoidali ed è costituito da u n a sola coppia con r a p p o r t o di riduzione di 7,55.

Il combustibile, cherosene o gasolio, viene iniet- tato nella camera di combustione m e d i a n t e un iniet- tore a riflusso. Le curve di potenza del m o t o r e sono r i p o r t a t e nel d i a g r a m m a in fig. 4. Il m o t o r e R o v e r ha interessato molto gli a m b i e n t i inglesi non t a n t o p e r l'applicazione alla trazione q u a n t o p e r applicazioni m a r i n e e g r u p p i fissi a u t o n o m i , t a n t o che la Rover p r o b a b i l m e n t e inizierà u n a prossima p r o - duzione di questo m o t o r e p e r l'uso su imbarcazioni.

Questa ipotesi p u ò essere avvalorata dal fatto che

Fig. 5 - Curve di coppia sull'asse turbina del turbomotore Rover T8.

ufficialmente la Rover ha a n n u n c i a t o di avere in studio due motori i cui dati sono i seguenti:

a) T i p o « N e p t u n e » 75 Cv. con rotore unico ( t i p o B)

75 Cv.

60 Cv. (basata su un inter- vallo di 1000 h. t r a le revisioni principali)

580 g / C v h . a 75 Cv.

650 g / C v h . a 60 Cv.

610 x 410 x 560 m m . 45 kg. circa Potenza massima

Potenza continuativa

Consumo specifico di combustibile Dimensioni Peso

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di piccola p o t e n z a : un r e a t t o r e e un t u r b o m o t o r e p e r prove d'installazione.

Essi sono stati indicati dalla ditta costruttrice come t i p o « 500 » e t i p o « 502 ». Nel nostro caso sarà preso in esame u n i c a m e n t e il t i p o (( 502 » (fig. 6) anche p e r il fatto che esso p e r cause diverse è stalo sviluppato in m o d o notevole ed è l'unico motore a t u r b i n a p e r trazione del quale si conosca la maggior q u a n t i t à di dati r i g u a r d a n t i il comporta- m e n t o su strada. Anche questo m o t o r e è del tipo (A) (fig. 7). La sistemazione è diversa da quella del motore Rover, benchè il n u m e r o dei rotori sia u g u a l e , p e r c h è il flusso della corrente è m e n o contorto. Le camere di combustione sono due del solito t i p o . Il regime massimo di rotazione è di 36.000 g i r i / m i n , p e r il g r u p p o generatore e di 27.000 g i r i / m i n , p e r la t u r b i n a motrice. La t e m p e r a t u r a massima è di 815°C.

Le curve caratteristiche di potenza e di consumo del m o t o r e sono r i p o r t a t e in fig. 8. Il d i a m e t r o esterno della girante del compressore è di circa 212 mm. m e n t r e quello della t u r b i n a che comanda il compressore e quello della t u r b i n a motrice sono rispettivamente di 178 e 222 m m . Le p a l e t t e delle t u r b i n e sono lavorate a p a r t e e sono applicate ai dischi m e d i a n t e saldatura. Il combustibile usato è il n o r m a l e gasolio p e r a u t o c a r r i . Il sistema di regolazione del combustibile c o m p r e n d e un regolatore di giri e un dispositivo di limitazione dell'accelerazione del m o t o r e che ha la funzione di i m p e d i r e che nella fase di accelerazione venga introdotta u n a q u a n t i t à eccessiva di combustibile che p o t r e b b e provocare colpi di t e m p e r a t u r a t r o p p o elevate p e r le t u r b i n e .

Turbomeca. — Questa ditta francese che ha or- m a i u n a notevole esperienza n e l c a m p o delle mac- chine a fluido, è p r a t i c a m e n t e l'unica ditta che pro- duce in serie limitate diversi t u r b o m o t o r i di piccola p o t e n z a . I m o t o r i sono n o r m a l m e n t e offerti come generatori di potenza con i m p i e g h i n o n ben defi- n i t i , p e r ò nulla vieta che la loro applicazione sia possibile su veicoli stradali. I modelli p r o d o t t i a p - p a r t e n g o n o sia al t i p o (A) che al t i p o (B) e si di-

Fig. 11 - Sezione del turbomotore Turbomeca Turmo I.

stinguono dagli altri m o t o r i conosciuti p e r la camera di combustione e il relativo i m p i a n t o di alimentazione del combustibile (fig. 11). Tale camera é di forma a n u l a r e ed é attraversata dall'albero che trasmette la potenza dalla t u r b i n a al compressore. Il combustibile attraverso l'albero che é cavo, e q u i n d i attraverso condotti radiali raggiunge diversi ugelli periferici p o r t a t i in rotazione dall'albero stesso e da questi esce polverizzato nella zona della camera in cui avviene la combustione. L'alimentazione del combustibile all'imbocco d e l l ' a l b e r o viene fatta a bassissima pressione in q u a n t o la pressione necessaria p e r ottenere la polverizzazione viene ottenuta d a l forte c a m p o centrifugo generato dalla rotazione d e l l ' a l b e r o . Con questa soluzione é stata eliminata la p o m p a d'iniezione ad alta pressione ed il sistema di regolazione risulta p i ù semplice e p i ù sicuro in q u a n t o esso agisce sulla bassa pressione di alimentazione. Il compressore é diviso in due p a r t i , u n a p r e g i r a n t e ed u n a girante r a d i a l e . I dischi e le palette delle t u r b i n e f o r m a n o un ele- mento unico e le palette sono o t t e n u t e m e d i a n t e fresatura. Diamo appresso le caratteristiche di due motori u n o a p p a r t e n e n t e al t i p o (A) ed u n o a p p a r - t e n e n t e al t i p o ( B ) ; nelle figg. 12 e 14 sono r i p o r t a t e le curve di potenza. R i c h i a m i a m o l'attenzione sulle caratteristiche del modello Orédon che é un m o t o r e del t i p o (B)

a) T i p o « Orédon » con rotore unico ( t i p o B) (fig. 9)

Potenza massima Potenza continuativa Consumo specifico di com-

bustibile Dimensioni Peso

170 CV 140 Cv

450 g/Cvh a 140 Cv 480 g/Cvh a 140 Cv 980 x 35 x 520 m m 81 k s

b) T i p o « T u r m o I » con t u r b i n a motrice ( t i p o A) (fig. 10)

Potenza massima Potenza continuativa Consumo specifico di com-

bustibile Dimensioni Peso

270 Cv 230 Cv

450 g/Cvh a 270 Cv 490 g/Cvh a 230 Cv 1150 x 590 x 440 m m 120 kg

Socetna. — Nella serie di m o t o r i presi in esame, quello p r o d o t t o dalla ditta Socema, altra ditta francese costruttrice di r e a t t o r i , é l ' u l t i m o sia nell'or- dine di presentazione sia come anzianità di progetto. Esso dovrebbe essere destinato secondo il co- struttore all'applicazione su u n ' a u t o m o b i l e banco p r o v a . Il m o t o r e (fig. 15) é stato impostato p e r u n a potenza di 100 Cv (potenza m i n i m a tra t u t t i i motori presi in esame). La scelta di u n a potenza così bassa é stata fatta dai costruttori in base al criterio che se i p r o b l e m i di messa a p u n t o che si incontrano su questo m o t o r e possono essere risolti, sarà p i ù facile costruirne un altro della potenza di 200 Cv previsto a p p u n t o dalla Socema p e r l ' a p p l i -

Fig. 12 - Curve di potenza del turbomotore Turbomeca Orédon.

(A) che sul t i p o (B) fanno a p p u n t o pensare che il p r o g r a m m a di applicazione n o n sia c h i a r a m e n t e definito e che in ogni caso gli sviluppi n e l c a m p o a u t o - mobilistico siano ancora considerati come u n a p u r a possibilità fondata p i ù sulle speranze che il p r o - gresso sempre a l i m e n t a , che non su reali basi tec- n i c h e .

Boeing. — A p r i m a vista p u ò a p p a r i r e strano che u n a ditta costruttrice di velivoli abbia proget- t a t o , costruito, e stia ora p r o v a n d o su strada un m o t o r e a t u r b i n a . La ragione ufficiale che ha dato l'avvio a questa costruzione è, secondo la Boeing, quella che d u r a n t e la guerra (1943), q u a n d o si ebbe notizia dell'applicazione dei p r i m i t u r b o m o t o r i p e r l'aviazione specialmente in I n g h i l t e r r a e in Ger- m a n i a , la Boeing desiderando conoscere subito in m o d o dettagliato le esigenze di installazione dei nuovi m o t o r i e non p o t e n d o r e p e r i r e immediata- m e n t e un e s e m p l a r e , decise di costruire due m o t o r i

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Fig. 13 - Curve di coppia sull'asse turbina del turbomotore Turbo- meca Orèdon.

n e r a t o r e è di 42.500 g i r i / m i n , e quella della t u r b i n a motrice di 25.000 g i r i / m i n . Un regolatore limita sia la velocità di rotazione del g r u p p o generatore che quella della t u r b i n a m o t r i c e . Le camere di combustione sono t r e del t i p o t u b o l a r e .

Notevole è il sistema di regolazione secondario che p e r m e t t e di r i d u r r e il carico sulla t u r b i n a motrice i s t a n t a n e a m e n t e senza togliere il combustibile al m o t o r e cioè lasciando invariati i giri del g r u p p o generatore : ciò è o t t e n u t o p e r mezzo di un by- pass che esclude i gas dalla t u r b i n a motrice scari- candoli d i r e t t a m e n t e all'esterno. È questo un tentativo p e r cercare di risolvere il p r o b l e m a della ri- presa r a p i d a del m o t o r e , tentativo che r i t e n i a m o difficilmente destinato a successo in q u a n t o complica la condotta del m o t o r e .

Risultati di prove su strada.

Rover. — P e r p o t e r eseguire r a p i d a m e n t e le p r o v e è stata utilizzata u n a vettura Rover 75 oppor- t u n a m e n t e modificata (fig. 17). Il m o t o r e è stato sistemato nella p a r t e posteriore t r a il sedile del pilota e il p o n t e posteriore. Un cambio a due m a r c e ( u n a marcia avanti e u n a all'indietro) con u n a trasmissione n o r m a l e collega il m o t o r e al p o n t e posteriore.

Dettagli della sistemazione sono indicati sulla sezione della vettura (fig. 18). I c o m a n d i a disposizione del pilota sono :

— il p e d a l e dell'acceleratore,

— il pedale del freno,

— il comando del c a m b i o ,

— il comando p e r l'avviamento.

Benchè il p r o b l e m a dell'isolamento acustico n o n fosse d ' i m p o r t a n z a capitale dato il genere della vet- t u r a , sia il condotto d'aspirazione che quello di scarico sono stati costruiti in m o d o da realizzare due silenziatori t i p o Burgess. Le prestazioni del p r i m o motore Rover m o n t a t o su vettura risultano da un documento ufficiale rilasciato l'8-3-50 dalla Royal Automobile C l u b . L'avviamento del m o t o r e avve- niva in 13,2 secondi e d o p o altri 3,4 secondi la vet- t u r a si metteva in m o v i m e n t o . P u r n o n avendo ten- tato di raggiungere le prestazioni massime la vet- t u r a ha superato i 135 k m / h raggiungendo la velo- cità di 100 k m / h in 14 secondi circa con partenza da fermo.

Nelle u l t i m e p r o v e ufficiali di velocità eseguite in Olanda con la vettura dotata di m o t o r e T8 sono state ottenute le seguenti velocità sulla base di un k m :

— con vettura lanciata 244,565 km/h

— con partenza da fermo 132,596 k m / h .

La vettura non è m u n i t a di a p p a r a t i atti a sosti- t u i r e l'azione frenante del m o t o r e a stantuffo ed è stata q u i n d i dotata di freni meccanici sulle ruote assai a b b o n d a n t i . Non si conoscono dati sul consumo orario e chilometrico, ma si ha ragione di rite- nere che essi siano notevolmente alti. Nella fig. 19 è r i p o r t a t a la curva di accelerazione in funzione delle velocità. A titolo di confronto nella stessa fi- gura sono p u r e r i p o r t a t e le curve di accelerazione ottenibili con due vetture dotate di m o t o r i a stan-

Fig. 15. - Turbomotore Socema Cematurbo.

tuffi: u n a si riferisce ad u n a v e t t u r a Americana con convertitore di c o p p i a , l'altra ad u n a vettura Ita- liana con cambio classico e m o t o r e di circa 1900 cm3

di cilindrata.

Boeing. — Dopo le prove di messa a p u n t o al banco il m o t o r e è stato applicato ad un autocarro previsto p e r la trazione dei semi-rimorchi (fig. 20).

Per m o n t a r l o nel n o r m a l e vano m o t o r e sono state necessarie alcune sistemazioni di fortuna che h a n n o portato ad u n a p e r d i t a notevole di potenza (fig. 21).

Il normale cambio a 12 velocità è stato sostituito con un cambio a 7 velocità e r e t r o m a r c i a . Il peso totale del veicolo è di 30 t o n n . di cui 19 di carico u t i l e . I comandi a disposizione del guidatore sono analoghi a quelli descritti p e r la v e t t u r a R o v e r ; a n c h e su questo veicolo il silenziamento è o t t e n u t o con silenziatori tipo Burgess. Il veicolo t r a la p r i m a v e r a 1950

e l ' a u t u n n o 1951 aveva percorso p i ù di 25.000 k m . In questo p e r i o d o l ' a u t o c a r r o è stato in prova quasi tutti i giorni q u i n d i è stato possibile verificare il c o m p o r t a m e n t o del m o t o r e sia con le basse t e m p e - r a t u r e invernali sia con le elevate t e m p e r a t u r e esti- ve. Le prestazioni del veicolo sono risultate assai simili a quelle che si possono ottenere con un motore Diesel da 200 Cv, p e r ò con un consumo m e d i o a p i e n o carico di circa 2 l t / k m . L ' a v v i a m e n t o del m o t o r e anche in condizioni invernali assai gravose è sempre stato p r o n t o ed i m m e d i a t o . Il consumo di olio c o m p l e t a m e n t e trascurabile. Gli inconvenienti che si sono verificati d u r a n t e i p r i m i 25.000 km ri- g u a r d a n o :

— il sistema d'avviamento (2 casi),

— il sistema di a l i m e n t a z i o n e del combustibile (4 casi),

cazione su di un a u t o c a r r o . Anche questo m o t o r e a p p a r t i e n e alla categoria (A) (fig. 16) e le sue caratteristiche principali sono le seguenti:

La velocità massima di rotazione del g r u p p o ge-

Fig. 14 - Curve di potenza del turbomotore Socema Cematurbo.

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Fig. 16 - Sezione del turbomotore Cematurbo.

a p u n t o agli effetti tenuta di strada con un motore n o r m a l e e che le prove con motore a turbina sono state a p p e n a iniziate.

Conclusioni.

L ' e s a m e della situazione ci p o r t a a concludere che n e l c a m p o dei t u r b o m o t o r i di piccola potenza t r a 50 e 300 Cv molto è già stato fatto e che i frutti del lavoro svolto stanno p e r essere raccolti in p a r t i - colari applicazioni. F r a queste la p r i m a è sicura- m e n t e quella degli i m p i a n t i fissi e dei g r u p p i ausiliari p e r servizi civili e m i l i t a r i .

Nel c a m p o automobilistico i pochi dati ricavati dalle prove su strada, fra i quali gli elevati consumi, ci inducono a considerare le possibilità d ' a p - plicazione con un certo pessimismo sebbene si deb- ba riconoscere che il m o t o r e a t u r b i n a attuale abbia innegabilmente alcuni n u m e r i al suo attivo p e r ten- t a r e di e n t r a r e con qualche p r o b a b i l i t à di successo nel c a m p o p r a t i c o .

Agli effetti della potenza, i motori a t t u a l m e n t e in prova sviluppano potenze eccessive p e r u n a vet- t u r a di t i p o m e d i o e u r o p e a ; il m o t o r e della potenza inferiore ai 100 Cv necessario p e r questa vettura è p r o b a b i l m e n t e allo studio in q u a l c h e p a r t e del m o n d o , ma r i t e n i a m o che non sia ancora giunto alla fase s p e r i m e n t a l e . È evidente c h e p e r questo m o t o r e le difficoltà da s u p e r a r e p e r ottenere consumi accet- tabili e un basso costo di p r o d u z i o n e sono ancora maggiori.

T u t t i i m o t o r i finora provati su veicoli a p p a r - tengono al tipo (A) cioè sono con t u r b i n a motrice.

È logico che così sia stato perchè questo t i p o di m o t o r e offre al progettista di autoveicoli la possi- bilità di eliminare o r i d u r r e al m i n i m o le esigenze del cambio di velocità e di realizzare un legame tra m o t o r e e ruote assai simile, come caratteristiche di impiego, a quello noto a t t u a l m e n t e come fluid-drive

— il sistema di lubrificazione (4 casi),

— le camere di combustione (6 casi),

— le giranti delle t u r b i n e (5 casi p e r strisciamento delle palette mobili contro le p a r t i fisse e 8 casi p e r r o t t u r e di palette) e infine

— la trasmissione (8 casi).

A causa di questi incidenti sono state eseguite le seguenti sostituzioni : 1 regolatore di combustibile, 6 focolai i n t e r n i della camera di combustione, e 4 giranti di t u r b i n e .

Socema. — P e r la prova del m o t o r e é stata co- struita a p p o s t a u n a vettura su progetto dell'Inge- gner Grégoire (fig. 22). Questa v e t t u r a , contraria- m e n t e alla Rover, si ispira alla sistemazione clas- sica dei g r u p p i meccanici a t t u a l m e n t e in uso e quin- di il m o t o r e é sistemato nella p a r t e a n t e r i o r e (fi- gura 23). Un cambio Cotal del t i p o a preselezione é previsto u n i t a m e n t e ad un freno elettromagnetico p e r ottenere l'effetto frenante che il m o t o r e n o n p u ò fornire.

A t t u a l m e n t e non si possiede nessun dato di prova in q u a n t o risulta che la vettura é stata messa

Fig. 17 - Vettura Rover.

Fig. 18 - Sezione della vettura Rover.

1. Radiatore olio — 2. Pompa elettrica d'avviamento — 3. Serbatoio combustibile — 4. Turbomotore T8 — 5. Presa d'aria — 6. Condotto di scarico — 7. Motore d'avviamento — 8. Comando tachimetro — 9. Albero di trasmissione — 10. Cambio di velocità — 11. Serbatoio olio —

12. Pedale acceleratore (cioé ottenere dal solo t u r b o m o t o r e quello che nor-

m a l m e n t e si ottiene con m o t o r e a stantuffi e convertitore).

Questa innegabile b r i l l a n t e caratteristica ha certamente servito a m e t t e r e in o m b r a alcuni p u n t i negativi q u a l i :

— l'impossibilità di i m p i e g a r e il m o t o r e come freno, a m e n o di ricorrere a soluzioni compli- c a t e ;

— la maggior complicazione costruttiva derivante dalla necessità di s o p p o r t a r e due alberi r u o t a n t i ad alta velocità e di realizzare due g r u p p i di ruotismi p e r r i d u r r e i n u m e r i di giri.

D ' a l t r a p a r t e il m o t o r e senza t u r b i n a m o t r i c e , p u r avendo a suo favore il vantaggio di u n a maggior semplicità costruttiva e la capacità di frenatura, trova p e r il m o m e n t o la strada chiusa dalla cattiva caratteristica di c o p p i a .

é certo p e r ò che se con tale m o t o r e si riuscirà ad ottenere u n a curva di coppia avente a n d a m e n t o simile a quella degli attuali m o t o r i a stantuffi, esso avrà delle possibilità p e r c o m p e t e r e con il m o t o r e a t u r b i n a motrice. E la decisione a favore di u n a piuttosto che dell'altra soluzione d i p e n d e r à allora dal costo del completo g r u p p o p r o p u l s o r e compren- dente t u t t o il complesso da cui viene trasmessa la

Fig. 19 - Curve di accelerazione di tre tipi di vettura.

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Fig. 20 - Autocarro Kenworth azionato da un turbomotore Boeing 502.

potenza incluso, p e r il t i p o (B), il cambio di ve- locità.

Possiamo ora riassumere in un breve elenco q u a l i sono i p u n t i p r i n c i p a l i positivi e negativi rivelati d u r a n t e le prove svolte su strada.

I vantaggi sono:

1) G r a n d e facilità di avviamento in qualsiasi condizione e messa in carico i m m e d i a t a , qualità

questa v e r a m e n t e i m p o r t a n t e sotto t u t t i i p u n t i di vista.

2) Assenza di i m p i a n t i di raffreddamento (necessari per i m o t o r i a stantuffi).

3) Peso ed ingombro r i d o t t i . Questo vantaggio é a t t u a l m e n t e forte perchè i motori non sono m u n i t i di scambiatore di calore : resta a vedere se la soluzione tecnica e costruttiva che p e r m e t t e r à l'aggiunta

Fig. 21 - Turbomotore Boeing 502 installato su autocarro Kenworth.

di questo a p p a r e c c h i o m a n t e r r à ancora al t u r b o m o - tore questo vantaggio rispetto al m o t o r e a stantuffi:

p e r d e r à in ogni caso quello della semplicità.

4) Possibilità di usare combustibili m e n o pre- giati della benzina.

5) Relativa facilità di m a n u t e n z i o n e , intesa sia come semplicità di montaggio e smontaggio delle varie p a r t i , sia come effettiva riduzione del lavoro di m a n u t e n z i o n e . Le riparazioni eseguite sul motore Boeing a p r i m a vista possono impressionare se vengono p a r a g o n a t e a quelle che n o r m a l m e n t e si de- vono eseguire su un m o t o r e Diesel da a u t o c a r r o su una percorrenza di 25.000 k m ; occorre p e r ò t e n e r presente che gli inconvenienti incontrati sono quelli inevitabili che si verificano nei periodi s p e r i m e n t a l i .

V e n i a m o ora ai p u n t i negativi:

1) Consumi assolutamente proibitivi siano essi considerati dal p u n t o di vista economico come da quello d e l l ' i n g o m b r o e peso dei serbatoi di combustibile necessari p e r assicurare sufficiente a u t o n o m i a . 2) Mancanza di risposta i m m e d i a t a al c o m a n d o del guidatore, p e r l'impossibilità di i n t r o d u r r e im- provvisamente la massima q u a n t i t à di combustibile sopportabile dal m o t o r e nelle condizioni di potenza massima, p e r n o n i n c o r r e r e nei noti inconvenienti di eccessivo innalzamento di t e m p e r a t u r a . Ciò é cer- t a m e n t e grave specie nel c a m p o delle vetture.

3) Difficoltà di silenziamento che p e r ò p a i o n o superabili, benchè occorra tener presente che le esigenze di u n a vettura sono notevolmente diverse da quelle dei veicoli sperimentati finora.

Basta riflettere su questa r a p i d a enunciazione per rendersi conto che le difficoltà da s u p e r a r e sono ancora molte anche senza t e n e r conto di t u t t i i pro- blemi che si riferiscono ai m a t e r i a l i e ai procedi- menti tecnologici da adottarsi p e r ottenere dei costi di p r o d u z i o n e che possano competere con quelli degli autoveicoli m u n i t i di m o t o r i a stantuffi.

In definitiva, la soluzione del p r o b l e m a nel campo di potenze comprese t r a 50 e 300 Cv é ancora legata alla soluzione dei seguenti p r o b l e m i : 1) Realizzazione di m a c c h i n e a e r o d i n a m i c h e (compressori e t u r b i n e ) aventi r e n d i m e n t i molto

Fig. 22 - Vettura Socema-Grégoire.

prossimi a quelli dei corrispondenti elementi di grandi dimensioni.

2) O t t e n i m e n t o di prestazioni ai vari carichi del motore equivalenti a quelle degli a t t u a l i m o t o r i a stantuffo (ciò vale in particolare p e r i motori del t i p o B).

3) Realizzazione di attrezzature e procedi- m e n t i tecnologici atti a p o r t a r e i costi allo stesso livello di quelli degli a t t u a l i m o t o r i a stantuffo.

Questi tre p u n t i sono t r a di loro strettamente connessi, m a p r e p o n d e r a n t e i m p o r t a n z a h a n n o l e voci 1) e 2) in q u a n t o da esse d i p e n d e la possibilità di costruire un motore accettabile agli effetti impiego. Q u a n d o questo m o t o r e esisterà, il lavoro di affinamento e gli studi che saranno sviluppati in collaborazione con i tecnici della p r o d u z i o n e in serie p o r t e r a n n o certamente a soluzioni costruttive e ad attrezzature tali da p e r m e t t e r e u n a p r o d u z i o n e poco costosa. E v i d e n t e m e n t e p r i m a di raggiungere questa meta si dovrà ancora svolgere un lavoro di ricerca, di p r o v e , e di messa a p u n t o n o n indifferente.

Si p u ò q u i n d i prevedere che p r i m a di giungere alla soluzione definitiva l'evoluzione del motore a t u r b i n a di piccola potenza passerà con molta vero- simiglianza attraverso i seguenti stadi :

1) i m m e d i a t a diffusione di t u r b o m o t o r i p e r installazioni fisse essenzialmente destinati agli im- pieghi m i l i t a r i con c a m p i di potenza anche inferiori ai 100 Cv;

Fig. 23 - Sezione della vettura Socema-Grégoire.

1. Silenziatore filtro aria del compressore — 2. Compressore centrifugo — 3. Dinamotore — 4. Camere di combustione — 5. Pompa combustibile — 6. Turbina a gas — 7. Scarico gas — 8. Riduttore — 9. Giunti snodati — 10. Albero di trasmissione — 11. Freno Ferodo tipo 11L

— 12. Cambio elettromagnetico Cotal tipo Mk — 13. Rallentatore elettromagnetico Telma tipo FP45 — 14. Ponte posteriore (rapporto 32/10).

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2) applicazione successiva in ferrovia di t u r - b o m o t o r i da 300 ÷ 500 Cv dove le esigenze di funzio- n a m e n t o e d ' i m p i e g o in questo particolare c a m p o d e l l ' a u t o t r a z i o n e e le possibilità d'installazione per- m e t t e r a n n o la p r i m a applicazione di scambiatori di calore ancora in fase e m b r i o n a l e ;

3) applicazione di m o t o r i a t u r b i n a di 1004÷

÷200 Cv nel c a m p o degli autoveicoli i n d u s t r i a l i ; 4) applicazione degli stessi m o t o r i su vetture da gran t u r i s m o .

Il preconizzare u n a u l t e r i o r e diffusione del pic-

colo t u r b o m o t o r e a n c h e su v e t t u r e di g r a n d e p r o - duzione ci p a r e eccessivamente ardito poichè pen- siamo che il m o t o r e a stantuffi n o n a b b i a ancora raggiunto un limite alla sua graduale semplificazione e q u i n d i esso si b a t t e r à ancora p e r lungo t e m p o e vittoriosamente nel c a m p o delle costruzioni econo- m i c h e .

Dante Giacosa Le Ditte citate nell'articolo, la « Society of Automotive Engineers » e la rivista « The Autocar » hanno gentilmente messo a disposizione tutto il materiale che compare nella documentazione.

Funzionalità degli autobus urbani: Soluzioni e tendenze

Dopo presentazione e discussione degli autobus urbani che più si sono affermati negli esercizi delle grandi città del continente europeo ed americano, si esaminano gli elementi che influiscono sulla loro funzionalità.

I resoconti della stampa specializzata, come p u r e molte m e m o r i e p r e s e n t a t e a l l ' u l t i m o Congresso del- l'Unione I n t e r n a z i o n a l e dei T r a s p o r t i P u b b l i c i che si é svolto a M a d r i d nello scorso mese di Giugno, p o r t a n o l'accento sulla difficile situazione del traffico u r b a n o : tale fatto non é nuovo, esso é di t u t t i i t e m p i , in q u a n t o fenomeno s t r e t t a m e n t e collegato a l l ' i n u r b a n a m e n t o delle città e ora, p i ù che nel pas- sato, esaltato dal continuo a u m e n t o della circolazione automobilistica (1).

Ovunque e in m i s u r a p i ù o m e n o accentuata, le imprese che gestiscono i servizi di t r a s p o r t o collettivo invocano soluzioni di varia n a t u r a , legate come sono alle condizioni locali: nuovi p i a n i regolatori a t t i a dare alle città strade p i ù a m p i e capaci di contenere la circolazione di un maggior nu- m e r o di veicoli p u b b l i c i o p r i v a t i , d e c e n t r a m e n t o dei luoghi sede di affari e di svago, limitazione della circolazione delle a u t o m o b i l i private nelle zone p i ù congestionate o, in via s u b o r d i n a t a , limitazioni di parcheggio a fianco dei m a r c i a p i e d i , specie nelle strade ove p i ù intenso é il passaggio di veicoli adi- biti al t r a s p o r t o p u b b l i c o .

P r o v v e d i m e n t i q u i n d i di n a t u r a u r b a n i s t i c a : alcuni di costosa e c o m u n q u e lenta realizzazione, altri capaci di d e t e r m i n a r e notevoli conflitti di interessi e p e r t a n t o adottati o adottabili con limitazioni che ne infirmano i vantaggi, del resto sempre di scarsa efficacia nel t e m p o (2).

Conseguentemente, si fa forte la richiesta all'industria specializzata di veicoli dotati di t u t t i quegli accorgimenti capaci di m i g l i o r a r n e la funzionalità e r i d u r n e il costo di esercizio.

Lasciando ad altri l'esame delle soluzioni che c o m p o r t a n o c a m b i a m e n t i p i ù o m e n o radicali nella situazione d ' a m b i e n t e e di organizzazione, conside- r e r e m o nel seguito quali debbono essere i requisiti funzionali di un autobus u r b a n o impiegato in città con intenso traffico, del veicolo cioé che si é dimo- strato, come é da t u t t i riconosciuto, il mezzo che meglio di q u a l u n q u e a l t r o p u ò adattarsi alle esigenze dei grandi centri (3).

Se si considera che questa qualità é a p p r e z z a t a

e sfruttata anche laddove esistono sistemi di tra- sporto sotterranei di massa, in q u a n t o la sede na- t u r a l e delle attività u m a n e é la strada, si p u ò essere certi che, a n c h e in futuro e p e r lungo t e m p o , l'autobus m a n t e r r à la sua posizione di p r e d o m i n i o nei servizi di t r a s p o r t o collettivo.

Nel citato congresso d e l l ' U n i o n e I n t e r n a z i o n a l e dei T r a s p o r t i P u b b l i c i , molto si é discusso sull'in- sieme delle caratteristiche che si richiedono ad un a u t o b u s , sulle quali vari relatori h a n n o espresso il p r o p r i o p u n t o di vista come m a t u r a t o dalla perso- nale esperienza in a m b i e n t i necessariamente diversi p e r a b i t u d i n i di vita dei cittadini, capacità di strade e, p e r c h è n o , di m e n t a l i t à .

é logico q u i n d i che le conclusioni su quello che deve essere l'aspetto funzionale del veicolo n o n po- tevano essere le stesse, t a n t o che si é affermata di volta in volta la superiorità d i :

1) Autobus a due piani con entrata e uscita da un solo vano e grande disponibilità di soli posti a sedere, oltre ai quali é tollerato un ridottissimo n u m e r o di viaggiatori in p i e d i ;

2) Autobus ad un solo p i a n o di grande lunghezza con entrata a n t e r i o r e e uscita da u n a p o r t a posteriore, situata poco oltre la m e t à lunghezza del veicolo, con larga disponibilità di posti a sedere e grande disponibilità di posti in p i e d i ;

3) Autobus ad un p i a n o con entrata da una p o r t a posteriore, uscita da u n a p o r t a a n t e r i o r e e larga disponibilità di posti in p i e d i di fronte ad u n a relativamente bassa disponibilità di posti a sedere.

Tale varietà di mezzi p e r assolvere lo stesso servizio, che a t u t t a p r i m a p u ò s o r p r e n d e r e , é conseguenza dei seguenti fattori che rispettivamente p e r ognuna delle categorie indicate si possono elencare come segue :

1) Il veicolo a due piani é l'unico che con lunghezza ridotta ( m . 8,50) e q u i n d i ridotta occupazione di suolo p u b b l i c o , offre il maggior n u m e r o di posti a s e d e r e ; é l ' a u t o b u s necessario alle città con intenso affollamento delle strade relativamente strette e spesso tortuose, ove i cittadini n o n rinun-

ziano alla comodità del viaggio anche se sono co- stretti a fare qualche volta l u n g h e soste a l l ' a p e r t o , per attendere il veicolo con posti a sedere disponi- bili.

Questa a b i t u d i n e , che ai nostri occhi p o t r e b b e sembrare un paradosso, è t a n t o radicata nel p u b - blico, che le p i ù aspre critiche ai veicoli a p p a r t e - nenti al terzo g r u p p o messi in servizio in sostitu- zione di autobus a due p i a n i , come a t t u a l m e n t e si sta s p e r i m e n t a n d o , vengono p r o p r i o dai viaggiatori, i quali non tollerano il sapere che u n a volta entrati n e l l ' a u t o b u s h a n n o scarse p r o b a b i l i t à di viaggiare seduti. Le lettere ai giornali, piene di meraviglia e di indignazione, specie allorchè scritte da persone anziane, mostrano che il p u b b l i c o piuttosto di viaggiare in piedi verso casa o il luogo di lavoro, pre- ferisce stare fermo a l l ' a p e r t o in coda m a g a r i sotto la pioggia.

C o m u n q u e a p a r t e queste considerazioni che valgono p e r indicare in quali condizioni viene svolto l ' e s p e r i m e n t o della messa in servizio di autobus ad un solo p i a n o , che alcune imprese h a n n o scelto p e r la sua capacità di sovraccarico e per la riduzione degli incidenti di piattaforma (si dice rappresen- tino circa un q u a r t o di quelli a carico delle aziende), l ' a u t o b u s a due piani è giudicato necessario da altri esercenti p e r p o t e r dare la « caccia » al p u b - blico fuori delle ore di p u n t a , allo scopo di m a n t e - n e r e in circolazione il maggior n u m e r o di veicoli, alla condizione, ben inteso, che questi siano conve- n i e n t e m e n t e occupati. Questo intento p u ò essere raggiunto solo con a u t o b u s ben a r r e d a t i , con molti posti a sedere su confortevoli sedili, che si susse- guono sulle diverse linee a distanza ravvicinata, senza i quali n o n si possono invogliare gli a u t o m o - bilisti ad a b b a n d o n a r e le p r o p r i e vetture fuori delle zone congestionate, ove è quasi impossibile parcheg- giare, p e r p e n e t r a r e in queste con i veicoli p u b - blici.

In q u a n t o p r e c e d e , si ha la giustificazione della sufficienza di un solo vano p e r l ' e n t r a t a e l'uscita dei passeggeri.

2) Questo autobus è tipico delle grandi città con intenso traffico su strade relativamente a m p i e e diritte, con incroci di notevole estensione.

Esso ha i requisiti richiesti a l l ' a u t o b u s a due piani p e r m a n t e n e r e b u o n a l'occupazione fuori delle ore di p u n t a , d u r a n t e le q u a l i , p e r contro, esso è fortemente sovraccaricabile con passeggeri in p i e d i . Consente q u i n d i il vero t r a s p o r t o di massa q u a n d o è necessario e nel c o n t e m p o invoglia a servirsene fuori delle ore di grande affollamento, come è spe- rato dalle Aziende di esercizio c h e , con l ' a u m e n t o delle registrazioni di automobili p r i v a t e , vedono ri- dursi i passeggeri t r a s p o r t a t i .

La ragione d e l l ' e n t r a t a anteriore è fattore di riduzione di costi, in q u a n t o l'esazione d e l l ' i m p o r t o della corsa, in genere a tariffa fissa, è effettuato il più delle volte a mezzo di speciali m a c c h i n e spesso contabilizzatrici, controllate dal guidatore, a fianco del quale d e b b o n o passare i viaggiatori a p p e n a entrati.

È così possibile il r i s p a r m i o di apposito perso- nale sia viaggiante che di a m m i n i s t r a z i o n e .

Fig. 1 - Autobus di tipo inglese.

L'esazione dei biglietti da p a r t e del guidatore p o r t a a riduzione della velocità commerciale, che alcuni relatori europei al congresso di M a d r i d h a n n o denunciato essere da 3 a 5 K m / h , vale a dire così sensibile che si é obbligati ad a u m e n t a r e il n u m e r o dei veicoli in circolazione se si vuol garantire un servizio conveniente, a m e n o che, sempre secondo gli stessi relatori, le città a b b i a n o u n a popolazione al disotto dei 100.000 a b i t a n t i o, in quelle p i ù g r a n d i , il sistema sia adottato su veicoli delle linee s u b u r b a n e . Le osservazioni sono f o n d a t e : si deve p e r ò a m m e t t e r e che se il sistema é a d o p e r a t o esso alla lunga deve essere conveniente, diversamente n o n sarebbe giustificato e la ragione p u ò essere quella che nei paesi ove questo sistema é a d o t t a t o , i veicoli vengono p r o d o t t i in grandissime serie e p e r t a n t o a prezzo r i d o t t o .

La p o r t a di uscita, é stato detto, é sistemata a circa m e t à veicolo, un p o ' spostata verso la p a r t e posteriore : il flusso dei passeggeri, e n t r a t i anterior- m e n t e , é unidirezionale fino ad essa, n o n p i ù proce- d e n d o oltre. Questo p u ò essere un inconveniente q u a n d o il veicolo é eccessivamente affollato in q u a n t o si d e t e r m i n a un m o v i m e n t o in contro corrente originato dai viaggiatori che vanno a trovar

Fig. 2 - Interno di autobvis inglese.