Airbag, ABS, servosterzo e servizi accessori: servono nelle minicar?

28 Gen

Sistemi accessori

Servofreno, servosterzo, aria condizionata, riscaldamento, ABS e airbag  sono gli “accessori più necessari” in un’auto, tanto che 5 su 6 li diamo ormai per scontati su qualunque auto.

Ma le minicar NON sono auto, ma quadricicli che pesano meno della metà di un’auto e che vanno alla metà della sua velocità: ciò rende meno critica l’assenza di servofreno, servosterzo, ABS e airbag.

 

Riscaldamento

Il riscaldamento è sempre esistito in qualunque auto (a benzina) fin dai primordi… ma semplicemente perchè sulle auto a benzina è “tecnicamente obbligatorio” produrre calore (il 75% dei soldi che mettete nel serbatoio diventa calore senza minimamente “spingere” la macchina!): si  tratta solo di decidere se buttarlo tutto via o tenersene un po’; su un’auto elettrica, invece, il calore va appositamente “fabbricato”.

Aria  condizionata

Il freddo va espressamente “fabbricato” sia sulle auto a benzina che elettriche, quindi, in genere, è un’optional nelle auto e non esiste nelle minicar.

 

Servofreno

Anche se non ce ne accorgiamo, è montato ormai su tutte le auto (tranne per chi va ancora in giro col cinquino della nonna… 🙂  ). Ma è alimentato da una pompa elettrica, quindi consuma energia, quindi quasi nessuna minicar lo monta.

 

Servosterzo

Electric Power Steering o EPS in inglese, come il servofreno è ormai montato su tutte le auto ormai; ma su una minicar che pesa la metà di un’auto non è indispensabile montarlo.

 

Airbag e ABS

Le auto pesano 1000-1500 kg e vanno a 130 km/h.

Le minicar pesano 500-600 kg e vanno a 80 km/h o meno.

In  termini di  formule:

  • un’auto da 1500 kg che viaggia a 130 km/h possiede un’energia (cinetica) di circa 1.000.000 di Joule (280 Wh); dissiparla fermandosi in un secondo (contro un muro) significa generare una potenza istantanea di 1 Megawatt, mentre per fermarsi, tramite i freni, in 10 secondi (da 130 km/h a zero) significa dissipare 100 kW. Schiantarsi a 130 km/h equivale a cadere dal 22mo piano.
  • una minicar da 600 kg che viaggia a 90 km/h ha un’energia di circa 190.000 Joule (50 Wh); la potenza istantanea in caso di urto o frenata è di 180 kW e 18 kW. Schiantarsi a 90 km/h equivale a cadere dall’11mo piano.
  • una minicar che viaggia a 50 km/h non arriva a 60.000 (17 Wh);  i valori di potenza in arresto in questo caso sono 60 kW e 6 kW. Schiantarsi a 50 km/h equivale a cadere dal terzo piano.

Questo è il motivo per cui le minicar in genere non montano i costosi airbag e ABS.

Questa macabra tabella mostra il “piano equivalente di caduta da un edificio” corrispondente alle varie velocità a cui ci si può schiantare…

km/h piano
50 3
60 5
80 8
90 11
130 22

Diciamo quindi che per minicar che viaggiano fino a 60 km/h, al limite si può anche fare a meno dell’airbag, anche se cadere dal quinto piano non è che sia proprio uno spasso…

Per quanto riguarda l’ABS e il servofreno: la forza da applicare a un’auto per fermarla in un certo spazio S quando sta andando a una certa velocità V è pari a:

F =  E/S

Dove E è l’energia cinetica, pari a 0.5 * m* V^2 , dove “m” è la massa del veicolo.

Questa tabella mostra la forza necessaria a fermare in 10 metri di spazio minicar e auto:

km/h kg Forza (N) Forza-peso (kg)
50 600            5.787            579
60 600            8.333            833
80 600          14.815         1.481
90 600          18.750         1.875
130 1500          97.801         9.780

Cioè per arrestare una minicar che va a 50 km/h bisogna applicare una forza equivalente di 579 kg, mentre per un’auto a 130 servono quasi 10 tonnellate di forza-peso (quasi 20 volte di più).

Non so a quanto equivalga ognuno di questi valori in termini di forza da applicare sul pedale del  freno, ma il rapporto tra questi numeri dovrebbe essere lineare, cioè la forza da applicare sul pedale di una macchina che va a 130 all’ora dovrebbe essere 20 volte quella necessaria a fermare una minicar che va a 50; di qui il fatto che sui quadricicli leggeri il servofreno non è indispensabile, mentre per quelli pesanti, che vanno a 80-90 all’ora, già se ne può sentire la necessità, visto che la forza frenante richiesta è  circa il triplo rispetto ai quadricicli leggeri.

Per sapere se e quando è necessario l’ABS, bisogna sapere qual è la forza di attrito statico delle ruote quando l’auto è in movimento, perchè le ruote iniziano a slittare, in frenata, quando la forza frenante applicata/necessaria supera quella dell’attrito statico.

Per una minicar si 600 kg la forza di attrito statico con l’asfalto è di circa 4000-5000 N (considerando un  coefficiente di attrito con l’asfalto di 0,7); per un’auto di 1500 kg è di circa 10.000 N. Estendiamo la tabella di prima con questi valori:

km/h kg Forza (N) Forza-peso (kg) Attrito statico (N)
50 500            4.823           482 3434
60 600            8.333            833 4120
80 600          14.815         1.481 4120
90 600          18.750         1.875 4120
130 1500          97.801         9.780 10301

Vediamo quindi che per un quadriciclo leggero la forza di arresto e quella di attrito sono simili, il  che significa che non serve l’ausilio dell’ABS per fermarsi; ma quando la forza di arresto necessaria diventa il doppio di quella di attrito, significa che o ci servirà il doppio dello spazio per fermarci, oppure ci servirà l’ABS per fermarci nello stesso spazio.

 

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Una Risposta to “Airbag, ABS, servosterzo e servizi accessori: servono nelle minicar?”

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  1. Disamina storico/tecnica della minicar GreenGo Icar0 | Guida all'auto elettrica - 2018/01/28

    […] Sto lavorando a una tabella che riassume le dotazioni dei vari modelli di icaro; nel frattempo, ecco qualche spiegazione tecnica. […]

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