May 25, 2020

Nel mondo dei veicoli ricreazionali, il nome Eberspaecher è associato quasi esclusivamente ai riscaldatori autonomi, impiegati come primo impianto o in aftermarket, per aumentare il comfort e la sicurezza del proprio camper durante il periodo invernale. La produzione di riscaldatori, però, è solo uno dei tanti ambiti in cui opera la multinazionale di Esslingen an Neckar, nata nel lontano 1865 quando per volontà del fondatore, Jakob Eberspaecher, iniziò la produzione di strutture metalliche per tetti in vetro: il Gruppo Eberspaecher, infatti, è oggi una delle più importanti realtà mondiali nella tecnologia di scarico per autoveicoli di ogni tipologia, nei riscaldatori a combustibile, nei riscaldatori elettrici, nei sistemi di climatizzazione per pulmann e bus granturismo, nell’elettronica per il settore Automotive e nei sistemi CAN/BUS sempre per autoveicoli.

Tecnologia, impianti di scarico e ActiveSilence/ActiveSound

Nei giorni 8 e 9 Novembre, Eberspaecher ha organizzato un interessante Workshop presso il Driving Safety Center Baden Airpark di Baden Baden per illustrare e far provare alla stampa le ultime novità proposte dal colosso tedesco, in particolare in materia di rumorosità degli impianti di scarico degli autoveicoli.

Eberspaecher, infatti, è leader nella progettazione e realizzazione di impianti di scarico per veicoli e fornitore ufficiale, tra gli altri, di Audi, BMW, Mercedes-Benz, Porsche e dell’intero Gruppo Volkswagen. Un compito difficile a cui la multinazionale di Esslingen risponde utilizzando la tecnologia più avanzata attualmente disponibile per associare, in ogni prodotto, caratteristiche di comfort e sicurezza, compatibilità con l’ambiente e riduzione dei costi.

L’impianto di scarico del veicolo, infatti, svolge numerose funzioni: non ha solo il compito di condurre e trattare i gas derivanti dal funzionamento del motore, ma di ridurne la pericolosità per l’ambiente ottimizzandone il percorso e il filtraggio, di mitigarne la rumorosità a tutto vantaggio del comfort di marcia, il tutto con possibilità di incidere significativamente sulle prestazioni del veicolo, in particolare sui valori di potenza e coppia, e conseguentemente sul consumo di carburante.

A tutto ciò occorre aggiungere una incessante ricerca sui materiali, sempre più leggeri e al contempo robusti: per ciò che concerne le emissioni inquinanti, in particolare per ciò che riguarda il rapporto CO2/Km, una riduzione di peso di soli 10 kg si traduce, in un’automobile, in una riduzione stimata tra 0.7 e 0.8 grammi/km di anidride carbonica nell’ambiente: un dato che, se moltiplicato per i km mediamente percorsi da ogni veicolo e per il numero di veicoli in circolazione si trasforma presto in unità di misura assai più grandi.

Nella realizzazione degli impianti di scarico per veicoli dotati di motore a scoppio, la missione di Eberspaecher è quindi quella di progettare e costruire prodotti capaci di concentrare, giorno dopo giorno, maggiore leggerezza e robustezza, riduzione delle emissioni inquinanti e dei consumi di carburante e aumento delle prestazioni e della piacevolezza del sound del motore, sia nella direzione di una maggiore silenziosità, adatta a utilizzi urbani, sia verso un sound capace di appagare, dal punto di vista emotivo, il guidatore.

La stragrande maggioranza degli autoveicoli oggi in circolazione è dotata di propulsori a combustione: la percentuale attuale è nell’ordine di oltre il 90%. Nei prossimi 18 anni, fino al 2028, questo dato andrà progressivamente a ridursi grazie all’introduzione di nuove tecnologie (celle combustibile, veicoli elettrici a batteria, veicoli ibridi, veicoli alimentati da combustibili alternativi), ma circa il 45% di ciò che circolerà sarà ancora equipaggiato di motori a scoppio. Questi, che saranno sicuramente molto più efficienti ed ecologici rispetto a quelli attuali, potranno contare su impianti di scarico di nuova generazione basati su tecnologia HER (Exaust Heat Recovery – recupero di calore dello scarico). Grazie all’applicazione del Clausius Rankine Process, del Thermal Electric Generator e del Latent Heat Storage Catalyst, sarà possibile abbattere fino a 16g le emissioni di CO2/km.  Un altro grammo potrà essere eliminato grazie a una progressiva riduzione dei peso consentita da nuovi materiali, al contempo leggeri e robusti, mentre un ulteriore diminuzione, fino a 3 grammi/km, potrà essere raggiunta grazie al nuovissimo Active Sound Design.

Si tratta di un progetto su cui la multinazionale di Esslingen lavora da sei anni e che ora, nella propria veste definitiva, è pronto a equipaggiare i veicoli di ultima generazione: un ingegnoso sistema pensato per ottimizzare il suono del motore, favorendo una maggiore silenziosità (ad esempio sui motori diesel) o migliorandone il sound (sulle vetture sportive), capace, al contempo, di offrire una riduzione di peso (grazie a una maggiore compattezza dei muffler – silenziatori), una riduzione delle emissioni di CO2 (riduzione di peso e backpressure – pressione di ritorno), ottimizzando così le prestazioni del veicolo, sia dinamiche che emozionali.

Non è un mistero, infatti, che uno delle variabili più importanti, nell’acquisto di un’automobile o, in generale, di un veicolo, sia rappresentato dal sound prodotto dal suo motore, al pari del design, del colore o della piacevolezza degli interni. Grazie all’Active Sound Design diventa quindi possibile, per ogni costruttore, conferire al veicolo il sound più consono all’immagine che identifica il marchio.

La centralina dell’ActiveSilence/ActiveSound è direttamente connessa a quella del motore (ECU – Engine Control Unit): questa rileva, in ogni istante, tutti i parametri del motore e la sua rumorosità, intervenendo per correggerla tramite un apposito altoparlante inserito in un apposito attuatore finale posto in corrispondenza dello scarico.

In questo modo è possibile assicurare una riduzione della rumorosità del veicolo in transito fino al 10%, è possibile ridurre il volume del silenziatore fino al 60% in un’automobile e fino circa all’11% in un veicolo commerciale con una diminuzione di peso tra il 40 e il 50% rispetto a un sistema tradizionale, riducendo la backpressure, ovvero la resistenza fluidodinamica che ostacola l’afflusso dei gas dal motore verso l’atmosfera, fino al 75% nelle autovetture e fino al 25% nei veicoli commerciali.

In più, grazie all’importante sviluppo del software, è possibile conferire al motore il sound tecnicamente migliore attraverso uno sviluppo tecnico in tre fasi: una riduzione del rumore, una pulizia del suono e una progettazione del suono (sound design), il tutto, naturalmente, in stretta collaborazione con il produttore del veicolo che, di conseguenza, può scegliere di creare un sound per un prodotto specifico che gli conferisca una spiccata personalità lavorando così anche sulla brand-identity.

In un veicolo in movimento, la rumorosità è generata solitamente da sei fattori (flussi aerodinamici, rumorosità della struttura, impianto di aspirazione, motore, rotolamento degli pneumatici e terminale di scarico) di cui gli ultimi tre rappresentano quelli più rilevanti: la rumorosità del terminale di scarico, in particolare, è determinata da un rumore, emesso a livello dello scarico posteriore, a banda larga e rilevabile sia all’interno che all’esterno del veicolo, da una radiazione sonora a livello della superficie del silenziatore, ad alta frequenza e rilevabile sia all’interno che all’esterno, e da vibrazioni a bassa frequenza derivanti dall’oscillazione dell’intero impianto di scarico rispetto al veicolo.  

Nella progettazione e realizzazione del sistema per la riduzione della rumorosità ActiveSilence, Eberspaecher utilizza il principio dell’”Anti-Rumore” concepito da Paul Lueg, meglio noto come metodo per lo smorzamento delle vibrazioni acustiche: un microfono misura la rumorosità, invia i propri dati a una centralina che in ogni istante, elaborando i dati tramite un complesso algoritmo, trasmette onde antirumore (segnali di fase invertiti) a un altoparlante, bilanciando così le onde sonore emesse dallo scarico.

Semplificando, il funzionamento è del tutto simile a quello utilizzato ormai da anni per le cuffie impiegate dai piloti sugli elicotteri e sulle aeromobili.

La prova del sistema ActiveSilence è stata effettuata, sul circuito del Driving Safety Center Baden Airpark di Baden Baden, utilizzando diversi veicoli tra cui una Audi A5 cabrio equipaggiata di un motore 4 cilindri 2.0TFSI turbocompresso a benzina da 155kW (211cv) con una coppia di 350Nm equipaggiata di sistemi ActiveSilence e ActiveSound attivabili, via wifi, tramite un iPad, con cinque possibili varianti di rumore.

Il sistema, oltre a consentire la configurabilità del sound del veicolo rendendolo identico, in alcune varianti, a quello di propulsori a 6 o più cilindri, consente una riduzione dei volumi del 25%, del peso del 20%, della backpressure del 31% e delle emissioni di CO2 di 1grammo/km rispetto alla versione tradizionale sprovvista di ActiveSilence/ActiveSound. Da notare, poi, che grazie all’integrazione con un GPS, il sound del motore sarà ottimizzato per limitare al massimo la rumorosità nelle aree urbane e residenziali.

Risultati simili, e forse ancora più impressionanti, sono quelli raggiunti con l’applicazione dell’ActiveSound sull’Audi A6 Avant 3.0BiTDI V6: spinta da un propulsore a sei cilindri da 313 cavalli abbinato alla trazione integrale Quattro, raggiunge tranquillamente il sound di un V8, pieno, possente e, naturalmente, sportivo.

Il Workshop di Baden Baden è stata poi l’occasione per provare  la tecnologia degli impianti di scarico su una vettura da competizione: all’interno del Gruppo Eberspaecher, Proto Teknik è lo specialista nella realizzazione di impianti di scarico per auto sportive.

La prova dell’impianto è stata svolta su una Porsche 911 GT3, un’auto da 435 cv con motore a 6 cilindri capace di raggiungere i 312 km/h, equipaggiata di un sistema bimodale che ne rende possibile il funzionamento sia con valvola di scarico chiusa sia, nel caso di una ricerca di prestazione massima, con valvola di scarico aperta.

Realizzato interamente in titanio, l’impianto prevede la chiusura della valvola in modo da consentire un contenimento della rumorosità alle basse velocità ottemperando così le normative in materia di emissioni sonore (74db con cambio tra terza e quarta marcia a 50 km/h) per poter circolare senza problemi nelle zone abitate, mentre nel caso si richiedano prestazioni di maggiore livello, con valvola aperta si ottiene un minore valore di backpressure con conseguenti maggiori prestazioni e sound conseguente.

 

 

Tecnologie di riscaldamento per veicoli elettrici

Sul circuito di Baden Baden è stato inoltre possibile verificare le performance di alcuni veicoli elettrici: le Stromos, realizzate da German Electric Car su base Opel Agila/Suzuki Splash, si rivelano perfette nell’utilizzo quotidiano in città offrendo prestazioni in accelerazione non lontane a quelle di un pari motore a scoppio con un’autonomia superiore a 100 km con una velocità massima di circa 130 km/h, una coppia di 140Nm e una potenza di 56kW con batterie che si ricaricano, a 230V, in circa 8 ore (16A) o, in opzione, in sole 2.5 ore (400V). Perfette per spostarsi in città senza i problemi legati alle emissioni, sono silenziose e piacevoli da guidare: l’unico rumore percepito, infatti, è quello legato al rotolamento degli pneumatici.

Su questi veicoli, Eberspaecher si occupa principalmente della climatizzazione invernale: le Stromos, infatti, adottano i riscaldatori della multinazionale tedesca. Due le proposte avanzate, destinate rispettivamente, a veicoli impiegati prevalentemente in località dal clima piuttosto mite e a quelli che saranno utilizzati in zone fredde.  Per i primi, in particolare, Eberspaecher realizza riscaldatori elettrici PTC e potenze tra 0.4 e 2 kW. La potenza di riscaldamento, volutamente limitata, è studiata per limitare l’assorbimento elettrico e non influire in maniera troppo accentuata sull’autonomia complessiva del veicolo.

Nel caso si ipotizzi un utilizzo del veicolo elettrico in località contraddistinte da temperature rigide, il riscaldamento sarà affidato ai nuovissimi riscaldatori alimentati a bioetanolo: si tratta degli Airtronic E-Mobility E2 e Hydronic 2 E-Mobility E4s, del tutto simili, nell’aspetto esterno, ai convenzionali modelli alimentati a benzina o a gasolio ma contraddistinti dall’utilizzo di carter verdi per sottolinearne, giustamente, la natura eco-friendly.

Eberspaecher dispone oggi di una completa gamma di riscaldatori autonomi disponibili nelle versioni alimentate a benzina, gasolio, biodiesel e bioetanolo.

Migliorie dedicate ai riscaldatori autonomi Airtronic e Hydronic 2

Come detto, nel mondo dei veicoli ricreazionali, Eberspaecher è fondamentalmente conosciuta per i propri riscaldatori autonomi a gasolio: in particolare, la gamma Airtronic, forte di modelli con potenze tra due e dodici kW di potenze, equipaggia, nelle versioni da 3.5 kw, un numero crescente di realizzazioni di primari marchi europei.

Due le novità proposte al Workshop, entrambe importanti perché intervengono a correzione di aspetti spesso imputati ai riscaldatori autonomi a gasolio: la rumorosità della pompa del carburante e l’odore generato durante la fase di avviamento quando ancora la combustione non è del tutto avviata.

Per risolvere il problema legato alla pompa a impulsi, Eberspaecher ha provveduto a una sua completa riprogettazione dotandola di controllo elettronico del pistoncino che, evitando che questo possa giungere a fondo corsa, smorza sul nascere il caratteristico rumore legato all’invio del carburante al riscaldatore.

La seconda problematica è stata invece affrontata introducendo una vera e propria marmitta catalitica dedicata agli Airtronic e agli Hydronic: proposta di serie su tutti i nuovi kit oggi in commercio e disponibile (e applicabile) anche in aftermarket per gli impianti già realizzati, abbatte al contempo le emissioni inquinanti e gli odori generati nelle fasi di pulizia del bruciatore.

Entrambe le novità sono state presentate e illustrate direttamente su un veicolo ricreazionale, un Challenger Genesis 43, equipaggiato di serie, così come tutta la produzione del marchio francese, di riscaldamento Airtronic D4.

Un ultimo aggiornamento, peraltro disponibile da tempo, è costituito da un apposito manicotto pensato per diminuire sensibilmente la rumorosità della ventola del riscaldamento dovuta alla presa d’aria interna della stessa non sempre installata in posizione ideale a causa delle specifiche dell’allestimento.

Elettronica al servizio dell’ambiente e del comfort

Grande importanza nello sviluppo dei prodotti Eberspaecher, l’elettronica è, come detto, ormai presente in ogni componente: dall’impianto di scarico al riscaldatore elettrico e perfino alla gestione della pompa carburante dei riscaldatori di ultima generazione. La divisione Elettronica della multinazionale tedesca si è specializzata nella realizzazione di diverse tipologie di prodotto, comprese, naturalmente, le centraline. Oggi molto impiegate, queste possono gestire senza problemi l’accensione e lo spegnimento dei motori nelle auto dotate di sistema Start&Stop, provvedendo a prevenire la perdita di dati e mantenendo operative tutte le apparecchiature di bordo durante le soste brevi.  

Altra e probabilmente più spettacolare applicazione della tecnologia Eberspaecher è costituita dal tetto elettro cromatico della nuova Mercedes-Benz SLK. Realizzato in vetro, esattamente come le lenti fotocromatiche degli occhiali, può essere scurito o reso trasparente semplicemente tramite la pressione di un pulsante grazie a una centralina prodotta dalla mutinazionale di Esslingen che vi regola il passaggio (o meno) della giusta tensione di corrente.

Sempre sulla nuova SLK, Eberspaecher ha inoltre realizzato il nuovo sistema di riscaldamento per i poggiatesta in grado di eliminare la sgradevole sensazione di freddo nei viaggi a capote aperta.

Fotogallery

Michel

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