Ferrari SF90 Stradale: quando la paura fa Novanta

Si chiama Ferrari SF90 Stradale la nuova PHEV (acronimo di Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Si tratta di un’auto estrema che presenta diverse novità progettuali, alcune delle quali molto interessanti.

Il nome dell’auto cattura il vero significato di tutto ciò che è stato raggiunto in termini di prestazioni. Il forte legame tra la Ferrari e le auto da pista è un insieme delle tecnologie più avanzate sviluppate a Maranello, e la SF90 Stradale è anche la dimostrazione perfetta di come sviluppare e utilizzare la Ferrari.

La Ferrari SF90 Stradale ha un motore turbo V8 a 90° in grado di erogare 780 CV, la potenza più elevata di qualsiasi 8 cilindri nella storia della Ferrari. I restanti 220 cv sono ottenuti dall’utilizzo di 3 motori elettrici, uno situato tra il motore e la nuova trasmissione a doppia frizione a 8 velocità sull’asse posteriore, e due sull’asse anteriore. Tuttavia, questo sofisticato sistema non offre un’esperienza di guida più complicata.

La Ferrari SF90 Stradale è la prima vettura della Casa di Maranello ad essere equipaggiata della trazione integrale, uno step necessario per sfruttare appieno la potenza dell’unità ibrida. L’accelerazione da 0 a 100 km/h viene coperta in 2.5 secondi, mentre da 0 a 200 km/h passano solo 6.7 secondi.

Gli ingegneri Ferrari sono stati in grado di ampliare ulteriormente lo spettro dei controlli dinamici introducendo l’assale anteriore completamente elettrico, noto come RAC-e (electronic cornering set-up regulator). Oltre a fornire esclusivamente propulsione nella trazione elettrica, i due motori anteriori controllano indipendentemente la coppia erogata alle due ruote, estendendo il concetto di Torque Vectoring. Completamente integrato nei controlli dinamici del veicolo, il RAC-e governa la distribuzione della coppia, rendendo la guida al limite molto più semplice.

L’introduzione di questa architettura ibrida è stata una sfida per quanto riguarda la gestione del peso aggiuntivo che è stato risolto da un’attenzione maniacale per i dettagli e l’ottimizzazione complessiva di tutta la vettura.

La costruzione di un’auto ibrida di questo tipo ha richiesto lo sviluppo di una serie di soluzioni aerodinamiche innovative. Il significativo incremento delle prestazioni della parte di potenza ha comportato un aumento della quantità di energia termica da dissipare e ha richiesto al team di sviluppo di effettuare una revisione approfondita dei flussi aerodinamici sulle masse radianti. Ha inoltre richiesto nuove soluzioni per aumentare la deportanza in modo efficiente e garantire la massima stabilità a tutte le velocità e in tutte le condizioni di guida. Particolarmente degno di nota è l’innovativo sistema di chiusura Gurney, un sistema attivo brevettato situato nella parte posteriore dell’auto che regola il flusso d’aria sulla parte superiore del corpo, riducendo la resistenza alle alte velocità con bassi carichi dinamici laterali e aumentando la deportanza negli angoli, in frenata e durante i cambi di direzione.

L’abitacolo, invece, ha una sezione frontale più piccola e viene posizionato più vicino alla parte anteriore dell’auto per ridurre la resistenza. Ciò è stato ottenuto anche senza influire sul comfort a bordo. La filosofia “occhi sulla strada, mani sul volante” derivata dalla pista assume per la prima volta un ruolo davvero centrale, influenzando in modo significativo l’ergonomia e lo stile degli interni. Il risultato è un’interfaccia HMI (Human-Machine Interface) e un concetto di layout interno che si discosta completamente dai modelli precedenti.

Un’altra innovazione importante è il volante che ora ha un touchpad e una serie di pulsanti tattili che consentono al conducente di controllare praticamente ogni aspetto dell’auto usando solo i pollici. Il quadro strumenti centrale è ora interamente digitale con la prima applicazione automobilistica di uno schermo HD curvo da 16 pollici che può essere completamente configurato e controllato utilizzando i comandi sul volante.

La SF90 Stradale vede anche il debutto della nuova chiave di accensione con la tecnologia full keyless che verrà introdotta gradualmente nel resto della gamma, personalizzata con il nome del modello. Grazie a uno speciale vano nel tunnel centrale, diventa parte integrante dello stile della vettura.

Per la prima volta su una Ferrari, i clienti possono scegliere tra l’auto standard e una versione con una specifica più sportiva. Le specifiche di Assetto Fiorano includono aggiornamenti significativi, tra cui gli ammortizzatori Multimatic speciali derivati ​​dalle corse GT, caratteristiche extra leggere realizzate con materiali ad alte prestazioni come fibra di carbonio (pannelli delle porte, sottoscocca) e titanio (molle, linea di scarico completa), con conseguente un risparmio di peso di 30 kg. Un’altra differenza è l’alto spoiler posteriore in fibra di carbonio che genera 390 kg di carico aerodinamico a 250 km/h. L’Assetto Fiorano include pneumatici Michelin Pilot Sport Cup2 progettati appositamente per migliorare le prestazioni in pista sull’asciutto. Presentano una mescola più morbida e meno scanalature rispetto agli pneumatici forniti di serie.

Ferrari SF90 Stradale: il motore e la trasmissione

Come già detto il motore termico eroga 780 cv. La coppia motrice erogata è di 800 Nm a 6000 giri/min. Per ottenere questo risultato straordinario, gli ingegneri della Ferrari si sono concentrati su diverse aree del motore, iniziando aumentando la cilindrata da 3.902 cc a 3.990 cc grazie a un alesaggio più grande di 88 mm. L’impianto di aspirazione e di scarico è stato completamente ridisegnato e ora presenta una nuova testata cilindri più stretta con un iniettore centrale e l’adozione del GDI (Gasoline Direct Injection), un altro primato per un V8 Ferrari.

Per migliorare la fluidodinamica interna, non solo è stata adottata una valvola di aspirazione di diametro maggiore, ma i condotti sono tutti allineati orizzontalmente all’altezza della testa del motore; il gruppo turbocompressore è stato abbassato mentre la linea di scarico è più alta, come testimoniato dal fatto che i tubi di scarico sono ora nella parte superiore del paraurti posteriore. I turbo sono ora dotati di wastegate a controllo elettronico per migliorare il riscaldamento del catalizzatore e le nuove volute del compressore per ottimizzare la fluidodinamica.

La Ferrari SF90 Stradale sfoggia una trasmissione a doppia frizione a bagno d’olio a 8 velocità completamente ridisegnata. I nuovi rapporti di trasmissione e l’efficienza migliorata generano una riduzione significativa del consumo di carburante in guida urbana e e su autostrada (-8% nel ciclo WLTP) senza dover scendere a compromessi sulle prestazioni.

Nonostante l’aggiunta di un’ottava marcia e di un aumento di coppia massima, il peso complessivo del cambio è in realtà di 7 kg più basso. La Ferrari SF90 Stradale è equipaggiata con tre motori elettrici in grado di generare un totale di 220 CV (162 kW). Una batteria agli ioni di litio ad alte prestazioni fornisce energia a tutti e tre i motori e garantisce una gamma di 25 chilometri in modalità eDrive, completamente elettrica, utilizzando solo l’asse anteriore. Quando il motore a combustione interna viene spento, i due motori anteriori indipendenti erogano una velocità massima di 135 km/h con un’accelerazione longitudinale inferiore ai 0,4 g. La retromarcia può essere utilizzata anche in modalità eDrive, il che significa che l’auto può essere manovrata a basse velocità senza utilizzare il motore termico.

Modalità di guida

Il motore a combustione interna e i motori elettrici lavorano in sinergia per generare una potenza di 1000 cv e la logica di controllo gestisce in modo ottimale i flussi di potenza con l’accento sull’efficienza o sulle prestazioni in base al profilo utente selezionato dal conducente.

Grazie ad un selettore aggiuntivo montato sul volante, soprannominato “eManettino” (analogo al Manettino che viene utilizzato per impostare le modalità di dinamica del veicolo elettronico), il guidatore può scegliere tra quattro diverse modalità di gestione del motore:

• eDrive: il motore a combustione interna rimane spento e la trazione è affidata interamente all’asse anteriore elettrico. A partire da una batteria completamente carica, l’auto può coprire fino a 25 km in questa modalità. È ideale per la guida in città;
• Hybrid: questa è l’impostazione predefinita all’accensione dell’auto, in cui vengono gestiti i flussi di corrente per ottimizzare l’efficienza complessiva del sistema. La logica di controllo decide autonomamente se mantenere il motore a combustione interna in funzione o spegnerlo. Se è acceso, il motore a combustione interna può funzionare alla massima potenza garantendo prestazioni massimme ogni volta che il conducente lo richiede.
• Performance: a differenza di “Hybrid”, questa modalità mantiene in funzione l’ICE perché la priorità è più sulla ricarica della batteria che sull’efficienza. Ciò garantisce che la potenza sia istantaneamente e pienamente disponibile quando richiesto. Questa modalità è più adatta a situazioni in cui il piacere di guida e il divertimento al volante sono l’obiettivo principale.
• Qualify: questa modalità consente al sistema di raggiungere la massima potenza consentendo ai motori elettrici di funzionare al massimo potenziale (162 kW). La logica di controllo privilegia le prestazioni rispetto alla ricarica della batteria.

L’aerodinamica

I risultati in termini di prestazioni sono davvero notevoli: grazie alla sua capacità di generare 390 kg di carico aerodinamico a 250 km/h, la Ferrari SF90 Stradale è ora il nuovo punto di riferimento per carico aerodinamico ed efficienza nelle auto da strada ad alte prestazioni.

La gestione intelligente del flusso di raffreddamento è il primo passo nella definizione di un layout di successo. Il motore a combustione interna, il cambio, il pacco batterie e i motori elettrici, gli inverter, i sistemi di ricarica e i freni devono essere raffreddati. Meticolosa attenzione è stata dedicata al design del vano motore che ospita sia i normali motori a combustione interna che generano temperature di quasi 900° C, sia componenti elettronici sensibili alla temperatura.

Il refrigerante per il motore a combustione interna e il cambio (circuito ad alta temperatura) è raffreddato da due radiatori situati davanti alle ruote anteriori. Il flusso di aria calda che fuoriesce da questi radiatori viene convogliato nelle aree laterali del sottoscocca piuttosto che lungo i fianchi dell’auto. Ciò significa che il flusso d’aria lungo i fianchi è più fresco quando entra nelle prese d’aria davanti alle ruote posteriori, aumentando così l’efficienza dei radiatori intercooler.

I motori elettrici e gli inverter sono raffreddati da un circuito separato con un proprio radiatore nella parte anteriore della vettura con una presa centrale sul paraurti anteriore. Infine, il circuito di raffreddamento dei freni è stato completamente ridisegnato per soddisfare le esigenze delle prestazioni aggiuntive della vettura. In stretta collaborazione con Brembo, Ferrari ha sviluppato una nuova pinza freno per l’anteriore che viene utilizzata per la prima volta su una vettura stradale. La pinza ha un’appendice aerodinamica integrata che distribuisce il flusso d’aria altamente caricato dalla presa d’aria speciale direttamente sotto i fari sui paraurti anteriori, in modo più efficiente. I freni posteriori sono raffreddati dal flusso di due prese d’aria sul sottoscocca vicino alle ruote posteriori.

La parte terminale del cofano motore è caratterizzata da un’ala sospesa divisa in due sezioni: una fissa, che incorpora la terza luce del freno, e una mobile con una zona anteriore a forma di cuneo. Quest’ultimo è stato soprannominato lo shut-off Gurney. È anche il dispositivo di gestione della deportanza più innovativo sulla macchina. Nell’uso urbano o alla massima velocità, le due sezioni sono allineate e sospese al di sopra del cofano del motore, con il cuneo mobile che agisce come una carenatura efficiente dell’elemento fisso, consentendo all’aria di fluire sia al di sopra sia al di sotto della barella di chiusura.

In condizioni di elevato carico aerodinamico (come la guida in curva, la frenata o in bruschi cambiamenti di direzione), l’elemento mobile viene abbassato da una coppia di attuatori elettrici, chiudendo l’area inferiore soffiata e scoprendo l’elemento fisso, generando una nuova geometria della coda caratterizzata da un’ampia superficie di carico.

Il sistema è controllato da una sofisticata logica di controllo che controlla parametri quali velocità, accelerazione (laterale e longitudinale) e tipo di guida, centinaia di volte al secondo, al fine di stabilire la configurazione più efficiente da adottare.
La sezione anteriore del telaio è stata sollevata di 15 mm rispetto alla sezione centrale del telaio nel punto in cui i generatori di vortici si trovano, aumentando così la quantità di aria convogliata verso di loro e aumentando il loro effetto. Il paraurti anteriore è diviso in due sezioni che hanno funzioni alari specifiche. Tra la parte superiore e il cofano è presente un rientro pronunciato che comprime localmente il flusso. Questa caratteristica, insieme ai due diffusori davanti alle ruote anteriori, contribuisce a generare carico aerodinamico sull’assale anteriore.

La ricerca aerodinamica specifica è arrivata fin alla geometria delle ruote forgiate realizzate con una tecnologia costruttiva che consente una maggiore libertà quando si tratta di soluzioni aerodinamiche. La geometria specifica delle ruote incorpora elementi radiali sul canale esterno che sono equidistanti tra i raggi e progettati per fungere da profili alari. La geometria di questi profili implica che la ruota funziona come una pala del rotore, gestendo in modo molto efficiente i flussi dall’interno del wheelarch e garantendo due effetti principali:

• viene aumentata l’evacuazione dell’aria dal passaruota, creando un’aspirazione che beneficia anche del flusso che passa attraverso i diffusori anteriori, generando un carico aerodinamico extra sulla parte anteriore;
• il flusso che esce dal cerchione è allineato con il flusso longitudinale che corre lungo i lati, riducendo in tal modo gli scostamenti causati dalla massa d’aria che esce ad angolo rispetto alla direzione di movimento, riducendo così il Cd della vettura.