Le dieci innovazioni che hanno cambiato l'auto

La storia della tecnica automobilistica identifica la prima data importante nel 1769 quando l'ingegnere francese Nicholas Joseph Cugnot installò un motore a vapore su un carro di legno a tre ruote. Da allora si sono susseguite una serie di evoluzioni, vere pietre miliari che hanno portato ai veicoli che oggi circolano sulle strade. Vediamo le principali dieci.

Il salto di qualità arrivò con il motore endotermico che surclassava da tutti i punti di vista quello a vapore dove la combustione è esterna e serve a generare il vapore che muove i pistoni. L'idea si deve ai lucchesi Eugenio Barsanti e Felice Matteucci, che lo brevettarono nel 1853, ma per il suo sviluppo concreto si deve arrivare al 1875 con Nikolaus August Otto in collaborazione con Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach. Il motore a Ciclo Otto, ben più leggero e compatto, ha consentito a Karl Benz di proporre, nel 1891, la Benz-Motorwagen, ‘vettura' ben più usabile e vivace del carro di Cugnot.

Un passaggio altrettanto importante fu quello della monoscocca o scocca portante, ideata nel 1922 da Lancia per la Lamba. Il salto rispetto al classico telaio a longheroni fu notevole: l'integrazione di rinforzi e nervature con le ‘pelli' esterne della vettura portò a una struttura più razionale, leggera e facile da produrre. Si deve però a Citroën il primo utilizzo per un'auto a carrozzeria chiusa (la Lamba era cabriolet) con l'introduzione della leggendaria Traction Avant, prodotta in 760.000 esemplari dal 1934 al 1957.

La sovralimentazione è antica quasi quanto il motore (dei compressori ad azionamento meccanico sono stati applicati ai motori a scoppio già dal 1878 e il loro impiego nell'aviazione risale al 1910), ma l'azionamento con una turbina al posto di ingranaggi o cinghie risale agli anni ‘60 dello scorso secolo. I veicoli li hanno adottati nel decennio successivo e la definitiva consacrazione dei ‘Turbo'' si è avuta con l'impiego nelle monoposto di Formula 1 a partire dagli anni ‘70. 

I primi sistemi sono stati concepiti alla fine dell'800 ma la diffusione massiccia dell'alimentazione a iniezione è avvenuta circa un secolo dopo. Il carburatore ha resistito per decenni, ma già negli anni ‘30, la NACA (l'antenata della NASA) studiava motori a iniezione per gli aerei, che nella Seconda Guerra Mondiale usavano l'iniezione di una miscela di acqua e metanolo per impedire il battito in testa e aumentare la potenza. Le norme antinquinamento hanno indotto molti cambiamenti nei carburatori, che divennero a controllo elettronico, ma la precisione e l'efficienza dell'iniezione li pensionò definitivamente.

Nota dai primi del ‘900 e vantaggiosa perché minimizza la perdita di calore attraverso la testa e consente la sistemazione di due grandi valvole, è diventata un culto quando Chrysler ne pubblicizzo l'impiego nei suoi classici, ruggenti V8, prodotti in tre diverse evoluzioni dal 1951 fino all'ultima del 2003. ‘Hemi' - parola gergale che deriva da Hemispherical e indica la forma della camera di scoppio più o meno a semisfera - furono anche dei V6 e dei 4 cilindri in linea., Altri costruttori usarono quest'architettura sviluppata durante la Seconda Guerra Mondiale per i motori dei caccia. La complicazione nell'adottare quattro e più valvole per cilindro ne hanno decretato l'abbandono nella produzione 

I motori elettrici di oggi possono funzionare ‘al contrario', generando potenza invece che assorbendola. Questo funzionamento come generatore si manifesta con un incremento della forza necessaria per far girare il motore, che sale ben al di sopra dei puri attriti meccanici. Trascinato dall'inerzia del veicolo si comporta quindi come un freno che ostacola la rotazione delle ruote e questo fenomeno fisico può essere usato per rallentare e fermare il veicolo stesso. Il principio è ben datato - veniva già usato dalle ferrovie nel 1886 e negli autoveicoli elettrici Krieger intorno al 1890 - ma il gran parlare che si fa oggi della frenata rigenerativa deriva dall'odierna diffusione delle automobili elettriche.

L'idea di usare i freni per migliorare la stabilità di un veicolo (ESP) venne all'ingegnere della Mercedes Frank Werner-Mohn, finito in un fosso durante un collaudo sulla neve nel 1989. La sua prima applicazione pratica fu sulla classe S nel 1995 e da allora si è esteso a veicoli di ogni categoria e prezzo. E' ‘figlio' dei sistemi antibloccaggio ABS, sperimentati in forma meccanica negli aerei negli anni ‘20 dal pioniere Gabriel Voisin e arrivati in forma elettronica sul Concorde. Pionieri dell'ABS sulle auto sono state Chrysler, Ford e Mario Palazzetti del Centro Ricerche Fiat, il cui brevetto Antiskid fu venduto a Bosch.

Le esili gomme delle prime automobili forse non erano difficilissime da girare ma ben presto il peso e la sezione delle coperture, aumentati velocemente, imposero lo studio di un sistema che ‘assistesse' il guidatore nel compito di ruotare il volante. Quest'esigenza portò ad alcuni tentativi di servoassistenza già alla fine dell'800 ma il salto di qualità è da attribuire a Francis Davis verso la metà degli anni ‘30, con la consacrazione definitiva nei veicoli pesanti utilizzati nell'ultima Guerra Mondiale, cosa che ha portato all'esplosione del sistema nel Dopoguerra.

Prendiamo due cambi meccanici, colleghiamoli al motore tramite due frizioni separate e usiamone uno per le marce pari e l'altro per quelle dispari. In questo modo il passaggio potrebbe essere molto veloce, dato che gli ingranaggi del rapporto successivo sarebbero già in presa e sarebbe sufficiente aprire una frizione e chiudere l'altra. Ad avere questa intuizione fu l'ingegnere francese Adolphe Kégresse nel 1939, ma fino alla Golf VR6 del 2003 la sua adozione fu sporadica e limitata alle corse.

La produzione di serie, anche se limitata perché quasi pionieristica, si può far risalire all'elettrica BMW i3 del 2013. La leggerezza dei materiali compositi, con quelli in fibra di carbonio in primis, ha consentito allo stesso powertrain di imprimere prestazioni migliori ai veicoli. Progressi nelle tecniche produttive, come il sofisticato Forged Carbon di Lamborghini, stanno permettendo produzioni in numeri maggiori anche se ancora piccoli. La necessità di limitare il peso dei veicoli elettrici potrebbe dare spinta ulteriore a questa tecnologia.