Ferrariji postajajo "zeleni"

Si predstavljate četo zelenih Ferrarijev? Verjetno ne. Zelena barva je od nekdaj rezervirana za športne avtomobile z britanskimi geni. Nekako tako, kot sta rumena za Lamborghinije in rdeča za Ferrarije. Ampak dejstva, da izdelki iz Scuderie postajajo iz leta v leto bolj ‘zeleni’, to prav nič ne spremeni.

26. 3. 2008

Prvi letošnji salon, ki je bil tudi tokrat čez lužo, v Detroitu, je Ferrari izkoristil za predstavitev treh modelov: 599 GTB Fiorana, F430 Scuderie in F430 Spiderja Biofuel. Prva dva dobro poznamo. O njih smo veliko pisali tudi na straneh naše revije. Svojevrsten posebnež med njimi pa je nedvomno Spider Biofuel. Zanj pri Ferrariju pravijo, da je nekakšen pionir. Z njim začenjajo pot, ki so jo javnosti prvič predstavili lani junija, ob praznovanju 60-letnice na Konferenci tehnoloških inovacij v Maranellu.

Številke, ki jih navajajo med tehničnimi podatki tega Spiderja, so nadvse optimistične. Z minimalnimi predelavami sistema za vbrizgavanje goriva in novo krmilno enoto motorne elektronike so 4, 3-litrskemu osemvaljniku zagotovili bivalentno delovanje (neosvinčen bencin E98 ali etanol E85), mu pri nespremenjenem številu motornih vrtljajev dvignili moč za deset ‘konjev’ in navor za štiri odstotke, zmanjšali izpust ogljikovega dioksida za pet odstotkov in ob tem ohranili enako kompresijsko razmerje in maso. Navdušujoče! Ampak kot pravijo, je vse to le začetek.

Njihovi načrti so veliko bolj celoviti. V prihodnosti ne nameravajo ‘očistiti’ le motorjev, ampak tudi poiskati rešitve na vseh področjih, kjer je to mogoče. Predvsem pa pri tem, kot zatrjujejo, ne mislijo prav z ničimer ogroziti poskočnosti svojega konjiča. Torej se lahko tudi v prihodnosti še naprej veselimo pregrešno lepih in grozljivo zmogljivih avtomobilov iz italijanskega Maranella.

Vozilo

Izboljšanje učinkovitosti in zmogljivosti je ključen cilj, ki ga nameravajo doseči s svojimi projekti. In to velja prav za vsa področja. Izračuni in meritve, ki so jih naredili pri večini svojih modelov, so pokazali, da je izkoristek vlečne sile pri sodobnih športnih avtomobilih še vedno relativno slab. Krivca za to sta v največji meri (pre)velik kotalni upor pnevmatik in trenje, ki nastaja v zavornem sistemu.

Dejavnikov, ki vplivajo na kotalni upor pnevmatik, je veliko (dimenzije, zgradba in zmes pnevmatik, tlak, masa vozila ­…), zato je že danes jasno, da bo v prihodnosti pri razvoju superšportnih avtomobilov tesno sodelovanje avtomobilske industrije z gumarsko neizogibno. Še več, pri Ferrariju so celo prepričani, da se bodo vloge obrnile in bodo avtomobilski proizvajalci tisti, ki se bodo podrejali gumarskim.

Drug pomemben dejavnik je trenje. Z drugače nameščenimi zavornimi čeljustmi in ustvarjanjem potrebnega predpolnjenja v zavornem sistemu je Ferrarju že uspelo v veliki meri zmanjšati trenje in izgube, ki nastajajo pri tem. Prvi njihov model, ki je s takšnim sistemom zavor zapeljal na cesto, je bil Enzo, in sicer leta 2002.

Danes so zavore CCM za doplačilo na voljo pri vseh modelih, njihova posebnost pa se skriva v oblogah in kolutih z zmanjšanim koeficientom trenja, zaradi česar so lahko zmanjšali tlak v zavornem sistemu. Kot pravijo, pa je to le vmesna pot, saj so cilj zavore, ki bodo delovale po principu ‘by wire’, kjer ne bo potrebna povezava med stopalko in zavornimi čeljustmi (to bodo nadzirala tipala), visokotlačna hidravlična enota pa bo vgrajena neposredno v posamezno zavorno enoto.

Ena od rešitev, s katero bo v prihodnosti mogoče precej zmanjšati maso vozilom, se kaže tudi v razširjeni uporabi ogljikovih vlaken. To ne velja le za karoserijske dele, ampak tudi za komponente, ki služijo vzmetenju.

Danes so pri Ferrarijevih GT-modelih obese in preostali deli podvozja v večini narejeni iz aluminija, že v bližnji prihodnosti pa lahko na najprestižnejših modelih istega proizvajalca pričakujemo, da bodo lahek aluminij nadomestila še lažja ogljikova vlakna.

Podobno kot pri bolidih F1. In prav zmanjševanje mase vozil bo ena od ključnih nalog, s katero se nameravajo spopasti Ferrarijevi inženirji. Zato se tega ne lotevajo le na področjih razvoja in uporabe sodobnih materialov, ampak precej bolj celovito.

Tudi s povsem na novo zasnovanim položajem sedenja prednjih dveh potnikov, ki bo v prihodnosti bolj zleknjen, in s popolnoma spremenjenim konceptom nastavitve voznikovega delovnega okolja (namesto sedeža bo nastavljiv sklop stopalk), s čimer je po izračunih Ferrarijevih inženirjev mogoče pri višini vozila ‘privarčevati’ do 80 mm. To pa je pri že tako nizkih športnih avtomobilih nedvomno spodbuden podatek.

Elektronika

Najbrž se sliši čudno, če rečemo, da je elektronika eno tistih področjih, kjer nameravajo Ferrarijevi inženirji prav tako zmanjšati maso svojim vozilom. Res je, da so danes računalniki, tipala, kontrolne enote in preostale elektronske komponente že neverjetno majhne in lahke, toda pomislimo, kakšne so bile pred desetimi leti. Ali pa 20, ko je elektronika začela vstopati v avtomobile.

Svoj pravi pomen je začela elektronika dobivati šele v devetdesetih letih. Takrat so mehanske komponente nadomestila hidravlična in elektro-hidravlična stikala, elektronika pa je začela bdeti nad delovanjem motorja, zavorami, volanskim mehanizmom, vzmetenjem in posledično tudi nad voznimi lastnostmi vozila (ABS, TC …).

Danes v avtomobilih opravlja skoraj enake naloge, kot jih je v devetdesetih letih. Razlika je le v tem, da je postala zmogljivejša, hitrejša, njene komponente pa manjše in lažje. In kakšna je prihodnost?

Pri Ferrariju so prepričani, da se ta skriva v tako imenovanem sistemu HMI (Human Machine Interface) oziroma sistemu, s katerim se že nekaj let, sicer v precej surovi različici, srečujejo vozniki F1. Številni gumbi na volanskih obročih bolidov so večinoma namenjeni nastavitvam posameznih sklopov avtomobila, to je delovanju motorja, zavoram, vzmetenju, elektronskim pomagalom itd. Z vse hitrejšim razvojem, vedno manjšimi, zmogljivejšimi in hitrejšimi komponentami se ti sistemi počasi selijo tudi v serijske avtomobile.

Tako Ferrari v nekaterih svojih modelih že ponuja HMI oziroma Manettino, kot mu pravijo v Maranellu. Njegova prednost ni le ta, da vozniku zagotavlja večjo mero varnosti pri upravljanju vozila, ampak mu nudi tudi več užitkov v vožnji. S petimi programi, ki so mu na voljo, lahko voznik dobesedno v vsakem trenutku spreminja odzivanje posameznih sklopov vozila. Kako zmogljiv je Manettino v resnici, pa so pokazala testiranja, ki so jih s F430 opravili na domači stezi v Fioranu. Zaradi HMI-ja so bili v dežnih razmerah hitrejši celo nekateri njihovi najbolj izkušeni testni vozniki.

Aerodinamika

Ferrariji so od nekdaj sloveli kot hitri in pregrešno lepi avtomobili. In ta sloves nameravajo ohraniti tudi v prihodnosti, čeprav vrhunskega dizajna, izpiljene aerodinamike in komponent, ki skrbijo za potisk vozila k tlom, nikoli ni bilo lahko združiti v prefinjen izdelek.

Zgornji del vozila (razen spoljerjev, pragov in krilc, ki jih najdemo tam) je zasnovan tako, da v osnovi povzroča vzgon. Rešitev, ki so jo pri Ferrariju odkrili pred dobrimi 15 leti in jo začeli s pridom izkoriščati najprej pri modelu F355, se je pokazala v dnu vozila. S pravo obliko (beri: ravnim dnom) in razpršilci na zadku jim je uspelo povečati hitrost pretoka in maso zraka ter tako poskrbeti za potreben potisk vozila k tlom.

Pri modelu 360 Modena so se oprijeli že novih rešitev in difuzorje namestili tudi spredaj ter tako zagotovili boljšo uravnoteženost vozila. Verjetno pa je povsem odveč razlagati, da je v tem trenutku na tem področju daleč najnaprednejši model Enzo.

Danes se inženirji v Maranellu ne ukvarjajo več s težavami, kako skozi dno vozila v čim krajšem času ‘potisniti’ čim večjo maso zraka, ampak kako ta zrak kar se da optimalno izkoristiti. Zahteve po dodatni obtežitvi vozila, večjem pretoku zraka in boljšem potisku k tlom so največje pri najmanjših hitrosti, najmanjše pa pri velikih, ko mora biti vozilo zaradi boljšega izkoristka čim lažje, aerodinamika pa čim boljša. Zato so v Maranellu razvili tako imenovani aktivni nadzor pretoka zraka, pri katerem lahko z natančno preračunanimi in nameščenimi odprtinami za sesanje povečajo hitrost in maso zraka, kadar je to potrebno.

Zelo kmalu so ugotovili tudi, da povsem ravno dno ne zagotavlja najboljšega izkoristka. Z optimizacijo izboklin na posameznih predelih so lahko še dodatno povečali potisk k tlom. Zrak so začeli izkoriščati tudi v prid aerodinamike. Prvi model, ki se hvali s pasivnim pretokom zraka, je FXX. Ta ima ob straneh zasnovane posebne zračne kanale, speljane proti sredini zadka, kjer zrak, ki izstopa skoznje, zmanjšuje vrtinčenje, ki tam nastaja pri velikih hitrostih. S tem pa pri Ferrariju še niso rekli zadnje besede.

Revolucija, o kateri se že potihoma šušlja, so tako imenovana sintetična krilca oziroma posebne membrane, ki bodo s piezoelektričnim diafragmičnim vibriranjem sposobne spreminjati obliko posameznih delov karoserije in s tem prilagajati aerodinamiko oziroma potisk vozila k tlom glede na njegovo hitrost.

Motorji in pogonski sklop

Ni dvoma, razvoj motorjev in pogonskih sklopov je področje, ki ga Ferrarijevi inženirji obvladujejo. Njihovi agregati so od nekdaj veljali kot odlični pri doseganju majhnih izgub pri sesanju ter vrhunskih mehanskih, volumetričnih in izgorevalnih zmogljivosti. Z naprednimi diferenciali in menjalniki, ki v sebi skrivajo večino tehnologije, pobrane iz F1, pa Ferrariju že nekaj let uspeva na cesto pošiljati bolide, ki jim je konkurenca le stežka kos. Tega se v Maranellu dobro zavedajo, toda kot pravijo, jih to le še spodbuja k iskanju novih rešitev.

Njihov glavni cilj je, da menjalniki v prihodnosti postanejo lažji, manjši, hitrejši in ponujajo še več prestav. Težava pa je, kako to doseči. Toda nekaj zanimivih rešitev imajo na dlani. Z uporabo sodobnih materialov in z razvojem novih sklopov, ki bodo sposobni prevzemati po dve ali več funkcij hkrati, bodo začeli menjalnike sčasoma pomanjševati in jim posledično zmanjševati maso.

Novi sklopi bodo poskrbeli tudi za manjša trenja in mehanske izgube, ki nastajajo v menjalniku. S tem bodo lahko skrajšali čas, ki ga elektro-hidravlični sistem potrebuje, da pretakne iz nižje v višjo prestavo in obratno. V tem trenutku je njihov glavni cilj prepoloviti čas na 30 milisekund, v prihodnosti pa bodo z uporabo zmogljivih elektromotorjev in novih baterij, ki bodo sposobne akumulirati potrebno energijo, poskušali čas še zmanjšati oziroma izničiti.

Hibridni sistemi se kažejo kot ena izmed odličnih možnosti tudi pri razvoju motorjev. Ferrari že testira prve hibridne motorje. Za zdaj le za potrebe dirkalnikov F1, saj FIA za prihodnjo sezono obljublja nove predpise, ki bodo dovoljevali shranjevanje kinetične energije med zaviranji in kasnejšo izrabo te za prehitevanja.

Preden bodo hibridni sistemi vstopili v cestne modele, pa nameravajo predelati obstoječe agregate, in sicer tako, da bodo omogočali bivalentno delovanje (uporaba neosvinčenega bencina ali etanola), pri razvoju novih pa se bodo posvetili predvsem zmanjševanju delovne prostornine in povečevanju zmogljivosti z uporabo turbopuhal in sodobnih sistemov za vbrizgavanje goriva.

Matevž Korošec, foto:? Ferrari