koenigsegg

    Cambio a 9 rapporti e 7 frizioni (+1) e 1600 CV? Koenigsegg può (ANALISI TECNICA)

    Parliamo del nuovo cambio automatico LST Koenigsegg (light speed trassmission) a 9 rapporti e ben 7 frizioni. La cambiata è inutile dirlo è fulminea, gli attuatori e sensori di bordo studiano istantaneamente il rapporto di velocità ottimale per consumi, erogazione potenza, linearità del cambio al dato punto di funzionamento della curva coppia-velocità rotazione dell’albero: il tutto in funzione del carico richiesto.

    Farò una trattazione più semplice di un cambio a doppia frizione a quattro rapporti + retro, per poter introdurre la complessità di un cambio a ben 7 frizioni attuate e 9 rapporti. Il modello semplificativo non trascura le complessità del modello reale in questione, lo rende solo più intuitivo da capire.

    Cambio a doppia frizione:

    cambio a doppia frizione
    schema semplificato di un cambio a doppia frizione

    Abbiamo due alberi primari e un albero secondario: il primo primario è in giallo, il secondo primario è in rosso.

    Il primario giallo è un albero connesso alla frizione standard (quella ad azionamento a pedale classica nel caso di cambio di velocità manuale).
    Il primario rosso invece è collegato alla frizione secondaria elettroidraulica attuata e comandata dal gruppo pompa-valvole di controllo che a sua volta elabora il segnale ricevuto dalla centralina, o meglio dire l’informazione ricevuta.
    Le marce sono calettate in modo alterno sui due alberi primari e i sincronizzatori di velocità per l’innesto della stessa sono calettati sull’albero secondario.

    Non è una scelta ottimale, l’ideale sarebbe ovviamente avere tutte le ruote folli sul primario con tanto di sincronizzatori, che dovranno sincronizzare meno masse rotanti e quindi inerzie (ottimale da un punto di vista del rendimento del cambio, che lavora su valori che oscillano generalmente tra i 0.9 e 0.95).

    Per ragioni costruttive qui li ritroviamo sul secondario.

    Come funziona quindi?

    Se sono in 1°marcia, cioè ruoto l’albero giallo, per passare in 2°marcia dovrò disinserire la frizione standard, nello stesso istante si aziona la frizione secondaria (a sinistra). La particolarità è proprio qui. L’albero rosso è disinserito e non trasferisce potenza, quindi ho tutto il tempo di portare il sincronizzatore (in figura chiamato con attuatore tra 4 e 2 marcia) a innestare la seconda marcia senza che vi sia necessità di sincronizzare il rapporto con un eccessivo lavoro di sincronizzazione mediante frizione conica (cioè elemento di attrito interno all’anello del sincronizzatore).

    In questo modo, non appena premo la frizione e passo dalla 1° alla 2°, sto disinserendo la frizione standard, innestando quella aggiuntiva che avendo già la 2° ingranata, dovrà solo trasferire il moto all’albero secondario (quello che aziona il differenziale) mediante l’albero primario aggiuntivo, cioè il rosso. Il tutto senza lag nella risposta, senza cali di potenza e con una cambiata rapida fluida.
    Il cambio funziona con questo continuo palleggiamento tra due frizioni e due alberi primari che trasmettono potenza. Il flusso di potenza cambia continuamente.

    cambio koenigsegg
    apex.one

    Inutile dire che avendo a disposizione nel nostro caso 7 frizioni, il palleggiamento è al millesimo di secondo. Il cambio passa da un rapporto a 4 rapporti di velocità inferiori in meno 80 millisecondi.

    Non solo è quello più efficiente sul mercato, è anche il più leggero e compatto: parliamo di soli 90 kg compresi fluido azionamento frizioni, pompa,frizioni e volano. Chiaramente pensare di fare un’analisi tecnica senza alcun disegno costruttivo o semplificato è impensabile, parliamo di un discorso 3 volte più complesso da intuire del modello meccanico da me introdotto sopra. Pur non essendo online ancora alcun disegno costruttivo, il concetto è analogo, parliamo tuttavia di tre gruppi di rapporti, ciascuno su tre alberi primari.

    Ultime curiosità:

    • Il cambio è gestibile manualmente con leva nel tunnel o dai paddles per un’esperienza di guida coinvolgente al massimo. In alternativa c’è l’automatico.

    • Nel titolo si parla di 7 frizioni +1, esattamente. C’è una singola frizione che gestisce il differenziale autobloccante elettronicamente in varie modalità.

    • Per ciascuna frizione c’è un attuatore elettroidraulico e un sensore di pressione.

    • C’è la modalità UPOD (Ultimate power on Demand): permette l’inserimento diretto della marcia più idonea alla marcia (full electronic).

    • C’è un misuratore di forza G (laterale) posto sulla plancia della Jesko.

    force G meter
    apex.one

    Chissà qual è il valore del rendimento di questo cambio. Supererà i 0.95?

    Per scoprire altre, non trascurabili, motivazioni per cui questo intero powertrain può essere considerato unico nel suo genere: clicca qui.

    Free valve engine

    “Free Valve Camless Engine”: Koenigsegg annuncia la fine dell’Albero a Camme

    La fasatura variabile è da sempre uno dei campi di sviluppo d’eccellenza per i progettisti Automotive. L’importanza risiede nei vantaggi che è in grado di garantire e, molto probabilmente, è lo sviluppo della stessa a mantenere ancora in vita il propulsore endotermico a combustione interna. Essa gestisce il regime di funzionamento della distribuzione, regolando consumi, efficienza termica ed emissioni. Tuttavia, lo storico albero a camme, con annessa cinghia di distribuzione e/o organi di trasmissione vari, hanno i giorni contati.

    A quanto si dice, almeno in Europa, gli ICE (Internal Combustion Engine) sono destinati a scomparire dopo il 2030: questo dovuto all’evoluzione su larga scala del motore ibrido/elettrico e alle stringenti normative europee.

    Niente paura: ci pensa la Koenigsegg

    auto.it

    Ormai il declino del motore a combustione interna è una storia che continuano a raccontare da tanti anni a questa parte. L’evoluzione è fondamentale in una società come la nostra: tuttavia, è difficile immaginare un mondo privo dei motori tradizionali. Da qui parte Koenigsegg, Mazda, Infiniti, Audi e tutti i più grandi marchi del mondo Automotive. Come ho ricordato nel mio precedente articolo sul confronto tra Downsizing e Rightsizing, l’evoluzione del motore Benzina sta assicurando lunga vita agli ICE: SkyActiv, HCCi, e-Rot, VC-T system sono soltanto alcuni degli escamotage introdotti.

    Il consorzio formato dalla svedese Cargine Engineering, dal costruttore di supercar Koenigsegg (ormai celebre in tutto il mondo) e dallo Scuderi Group del Massachusetts ha brevettato e sperimentato la tecnologia di distribuzione priva di albero a camme: Free Valve («Valvole libere»).

    Motori camless
    La supercar Agera con il suo creatore: Christian von Koenigsegg. autosupermarket.it

    Libere da cosa? Dagli attriti, dalle inerzie alla rotazione delle componenti e dalla potenza assorbita dall’albero a camme per il suo funzionamento; in una parola: Perdite meccaniche.
    I materiali moderni, l’elettronica di funzionamento e la tecnologia estremamente sincronizzata di oggi, rendono i motori molto più efficienti anno dopo anno. Si stima che, ad oggi, un propulsore abbia un’efficienza al volano circa 25-30% e ridotto al 15% una volta trasferita la potenza alle ruote. Cosa garantisce questo netto calo dell’efficienza? L’attrito interno e le perdite meccaniche di potenza in tutti gli accoppiamenti meccanici: esempio l’albero a camme.

    Minor attrito, minor usura, più vita (a rottura) del componente e soprattutto più efficienza. Questo è il principio alla base del Free Valve.

    Come funziona?

    Risultati immagini per free valve actuator
    youtube.com

    Essenzialmente è caratterizzato da valvole con attuatori a comando pneumatico e a molla, con damper (“ammortizzatore“) idraulico e con sensore di posizione elettronico.

    Si sa ben poco del suo funzionamento, tuttavia è verosimile immaginare la presenza di una pompa specifica ad aria compressa (analogo funzionamento riguarda il richiamo, di tipo pneumatico, per le valvole dei motori di Formula1).
    Nel momento in cui, nel range di funzionamento del motore, ci si ritrova a pressioni di esercizio comparabili a quelle del circuito idraulico di lubrificazione, l’azionamento delle valvole sarà di tipo oleodinamico. In alternativa potremmo pensare ad un circuito idraulico indipendente come nel caso dell’azionamento di tipo pneumatico.
    In figura un azionamento NON di tipo CamLess con regolatori di pressione idraulici per l’azionamento della valvola: immaginiamo un po’ come potrebbe essere.

     valve system
    gptoday.com

    Il sistema lavora contemporaneamente in modo idraulico/pneumatico.

    Ulteriori caratteristiche:

    Nel CamLess è presente anche una molla (spring) ottimizzata per migliorarne la fase di rilascio (chiusura valvola) e contenere le perdite di efficienza fluidodinamiche in condotta di aspirazione.

    Infine, la vera novità: Il gruppo solenoide elettronico. Ogni gruppo è posizionato sull’estremità di ogni singola valvola, andando a ricoprire nel suo complesso lo spazio che tutt’oggi viene occupato dal gruppo albero a camme-valvole. Cosa lo differenzia da un normale sistema elettro-idraulico, esempio l’italiano MultiAir?

    Motori camless
    autosupermarket.it

    Il sistema FreeValve è caratterizzato da una componente elettronica che controlla altri tre sistemi: i solenoidi e due circuiti separati per le funzioni idraulica e pneumatica. Esso controlla l’intera fasatura delle valvole e non solo il lato aspirazione come nel caso MultiAir. Inoltre, è priva di camme, di attriti e quindi del classico contatto camma-punteria. La componente elettronica è dotata di sensori di posizione all’avanguardia e garantisce informazione aggiornate al millesimo di secondo sulle condizioni di esercizio del propulsore, variandone il regime di funzionamento in modo istantaneo.

    Pregi e difetti?

    Tuttavia pur essendo un azzardo svincolare meccanicamente il lato distribuzione di un motore dal lato di erogazione della potenza, i controlli elettronici sembrano in grado di resistere e lavorare perfettamente nelle svariate condizioni in esame: fino a -20°C e più di 70.000 km di funzionamento testati.

    Lo sviluppo della tecnologia è ancora agli inizi, tuttavia stanno partendo collaborazioni e prime applicazioni concrete.

    •  Nel 2012 il FreeValve è stato applicato anche alle valvole di scarico e sperimentato sul motore V8 biturbo che equipaggia le supercar della Casa svedese Koenigsegg.
    • Siglato l’accordo tra Koenigsegg e Qoros, la startup cinese che ha presentato la Qoros QamFree (unione dei nomi CamFree e Qoros). La startup ha intenzione di montare la tecnologia anche sui SUV Qoros 3 e 5.
    sicurauto.it

    Difetti?

    Per il funzionamento necessita di corrente per gli attuatori e per la pompa idraulica/pneumatica. Ciò comporta assorbimento di corrente supplementare che potrebbe richiedere energia dall’alternatore o batteria con maggiori capacità di corrente. Risolviamo il problema delle perdite meccaniche e ne creiamo uno che mette in conto l’aumento delle resistenze passive (elettriche)?
    No, Koenigsegg ha pensato a tutto e secondo i loro dati sperimentali:

    • a basso regime la potenza richiesta è inferiore a quella assorbita da un albero a camme tradizionale.
    • a medio/alti regimi la potenza elettrica richiesta aumenta. Ma rimane sempre al di sotto del limite teorico richiesto da un albero meccanico a camme.

    Un propulsore 2L 4 cilindri a 16V (valvole) a 6.000 giri/min (alto regime) richiederebbe un’energia pari a soli 4kW. L’efficienza del sistema nasce in fase di continuo azionamento/rilascio del pedale del gas, ad esempio marcia in centro urbano.

    sicurauto.it

    Altri pregi sono l’ingombro ridotto da parte della tecnologia. Parliamo di una serie di piccoli attuatori perfettamente in schiera. Si risparmia il 30% di peso rispetto ad un normale sistema DOHC (Double Over Head Camshaft, cioè «doppio albero a camme in testa»).

    Il sistema opera tra i 3 e 16 bar di pressione: è in grado di alzare una valvola di 14 mm in soli 5 millisecondi, in funzionamento regolare fino a 8.000 giri/min.

    Per concludere..

    Il FreeValve dice addio alle inerzia delle componenti di rotazione e ai ritardi causati da quest’ultimi nel corretto funzionamento. E ancora, ai maggiori consumi richiesti nel funzionamento.
    La tecnologia tiene conto anche delle forze derivanti nell’azionamento delle valvole nel motore tradizione: basti immaginare quanta forza deve essere espressa all’unità di tempo per garantire la compressione della molla delle valvole e il contatto meccanico di presso-strisciamento tra camma e punteria della valvola.


    Vuoi leggere i nostri articoli senza pubblicità?

    Sostieni il nostro progetto e avrai la possibilità di: