Autoveicolo

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Il Codice della strada definisce l'autoveicolo come un veicolo a motore con almeno quattro ruote e diverso dal motoveicolo.

Caratterizzato da propulsione autonoma, l'autoveicolo ha di solito lo scopo di trasportare su strada persone e cose, in misura diversa a seconda della categoria di appartenenza. D'altra parte, però, esso può anche non essere predisposto per il trasporto: è il caso di alcuni autoveicoli per uso speciale, il cui utilizzo è determinato dalle attrezzature o apparecchiature permanentemente installate.

La costruzione a carattere industriale degli autoveicoli risale agli anni fra il XIX e il XX secolo, quando il motore a benzina cominciò a funzionare con una discreta regolarità. In quel periodo, infatti, nacquero la Fiat (1899), la Mercedes-Benz (1900) e la Lancia (1906).
Per la realizzazione del motore a benzina furono molto importanti le esperienze di Felice Matteucci e Nicolò Barsanti. Per il ciclo a quattro tempi, invece, si dimostrarono fondamentali i lavori di Beau de Rochas (l'inventore), Nikolaus August Otto ed Eugen Langen. Il cammino verso l'autoveicolo, inoltre, ricevette un impulso determinante anche grazie a un tipo di motore brevettato da Gottlieb W. Daimler e Carl F. Benz, indipendentemente l'uno dall'altro, nel 1885.
La prima vettura interamente italiana con motore a benzina può essere considerata quella costruita nel 1894 da Enrico Bernardi.

Indice

1 Componenti principali
2 Masse notevoli
- 2.1 Calcolo del peso massimo per asse
3 Tre procedure per poter circolare
4 Tipi di autoveicoli
5 Voci correlate

[modifica] Componenti principali

Le parti fondamentali dell'autoveicolo sono:

il motore:
è l'organo che permette di rendere autonomo l'avanzamento del mezzo. I motori possono essere classificati in vari modi, in base all'aspetto costruttivo preso come riferimento (benzina, diesel, flex, ciclo di funzionamento etc.);
il telaio o la scocca portante:
è la parte destinata ad assorbire le sollecitazioni generate dal peso permanente del veicolo (determinato dalla tara), dalla portata, dalla velocità, dalle accelerazioni o decelerazioni, dalla pendenza e dalle asperità della strada. Negli autoveicoli industriali, in genere, il telaio è costituito da una coppia di longheroni: ciò favorisce il montaggio di vari tipi di carrozzerie (furgoni, cassoni, betoniere, cisterne etc.), capaci di soddisfare diverse necessità lavorative. Nelle autovetture, invece, spesso la struttura portante è costituita dall'intera carrozzeria (fanno eccezione alcuni fuoristrada);
gli organi per la trasmissione del movimento:
cioè l'albero motore, la frizione, il cambio di velocità, i giunti, la coppia conica e il differenziale;
le sospensioni:
la loro funzione è quella di smorzare (assieme agli pneumatici) gli urti e le oscillazioni durante la circolazione stradale, limitandone così la propagazione ai passeggeri e alle cose trasportate;
l'impianto frenante:
i freni diminuiscono o annullano la velocità dell'autoveicolo, oppure lo mantengono immobile;
lo sterzo:
orienta le ruote direttrici e quindi permette di modificare la direzione di marcia;
l'impianto elettrico:
da esso dipende il funzionamento diretto di alcuni motori, ma anche quello dei dispositivi di illuminazione, di segnalazione visiva e acustica e di altri servizi ausiliari.

[modifica] Masse notevoli

Nella tecnica automobilistica, la tara è la massa minima (permanente) che caratterizza l'autoveicolo, mentre la massa complessiva a pieno carico è quella massima raggiungibile.
Le direttive europee, in base alle quali vengono omologati gli autoveicoli, includono nella tara anche il conducente, il carburante, la ruota di scorta, i lubrificanti e il liquido di raffreddamento. In sostanza, l'autoveicolo è considerato in "ordine di marcia", cioè pronto per partire.
La massa complessiva, invece, viene stabilita dal costruttore e confermata in sede di collaudo. Questo valore è annotato nel campo F.2 della carta di circolazione (all'interno del secondo riquadro).
La differenza fra la massa complessiva e la tara individua la portata, cioè la massa massima di persone e cose trasportabili con l'autoveicolo.
A parte la massa complessiva, non sempre i dati riportati sulla carta di circolazione permettono di ricavare con sicurezza la portata reale del mezzo. Per determinarla, pertanto, di solito conviene pesare l'autoveicolo a vuoto (senza carico) e sottrarre il valore ottenuto dalla massa complessiva.
Durante la circolazione stradale il carico e le persone devono essere sistemati nella maniera più corretta, in base alle caratteristiche costruttive dell'autoveicolo e alle disposizioni dettate dal Codice della strada. Ogni veicolo riporta sull'omologazione dei dati significatici e caratteristici del veicolo : i pesi massimi ammessi per ogni asse. Questi valori hanno una importanza fondamentale nella fase progettuale dell'allestimento e nella fase di verifica al momento del collaudo in unico esemplare del veicolo.

[modifica] Calcolo del peso massimo per asse

Ipotizziamo pertanto di dover allestire un veicolo a 2 assi , con massa complessiva di 18.000 Kg e pesi massimi ammessi (dati da omologazione) pari a 7.500 Kg sul 1° asse e 12.000 Kg sul 2° asse. Intendiamo abbinare una gru idraulica dietro la cabina ed un cassone fisso. Semplifichiamo lo schema ipotizzando il veicolo come una trave su due appoggi posti ad una distanza pari al passo ((p) (distanza tra 1° e 2° asse); applichiamo delle forze in corrispondenza del 1° e del 2° appoggio; queste forze sono rispettivamente il peso (riportato sull'omologazione) del veicolo sul 1° asse e sul 2° asse (T1 , T2). Ovviamente la somma deve essere pari alla tara totale del veicolo a telaio. Applichiamo una gru posta dietro la cabina di guida; questa avrà una tara (Tg) ed un baricentro delle masse ben definiti. Applichiamo pertanto una forza verso il basso (Tg) sulla trave pari alla tara della gru ed ad una distanza pari a quella tra il baricentro di questa ed il primo asse (xg). Ora applichiamo il cassone che fisicamente inizierà appena dopo la gru (distanza tra 1° asse ed inizio cassone detta (xd)) e terminerà sullo sbalzo posteriore del veicolo (detta (z) distanza tra il 2° asse e la fine del cassone). Il cassone figurerà sul nostro schema come un carico distribuito (q), avente lunghezza pari alla lunghezza fisica del cassone (W) e baricentro posto sulla metà della lunghezza (W/2). Il baricentro rispetto al 1° asse (che utilizzeremo come fulcro) sarà ad una distanza (xw) pari alla somma di (xd + W/2). Il carico distribuito (q) avrà un valore pari alla seguente relazione : q = [Massa totale - (T1 + T2 + Tg)]. Lo schema delle forze è pertanto completo e composto dalla tara del veicolo nei 2 assi, dalla tara della gru e dalla portata sul cassone (per ora non interessa sapere il peso x metro della carpenteria del cassone). Ponendo pertanto fulcro sul 1° asse e risolvendo lo schema di forze con il metodo dell'equilibrio dei momenti e delle forze, si ottengono 2 reazioni sui 2 appoggi; questi valori devono essere inferiori ai pesi massimi ammessi.

Esempio pratico riprendendo i dati iniziali :

-Veicolo 2 assi p=3800mm , Mtot=18000Kg , Pmax 1° =7500Kg , Pmax 2° =12000 , Tara sugli assi T1=4100Kg , T2=3200Kg

-Gru con peso di 1500Kg e baricentro a 700mm dal 1° asse

-Cassone con lunghezza pari a 4800mm , ed inizio pari a 1000 mm dal primo asse .Pertanto baricento del cassone (ed anche della portata residua) posto a :1000+(4800/2)=3400mm

Si determina il valore di forza da applicare al cassone+portata residua= 18000-(4100+3200+1500)= 9200Kg.

Applicando e risolvendo lo schema di forze composto dalla forza della gru (1500Kg a 700mm dal 1° asse), dalla portata residua + cassone (9200Kg a 3400mm dal 1° asse) e le tare di 4100Kg sul 1° e 3200Kg sul 2° il risultato è pari a 6292 < 7500 Kg sul 1° asse e 11708 <12000 Kg sul 2° asse. Sono stati rispettati i pesi massimi ammessi, pertanto il veicolo è stato correttamente progettato.

Questo ci fa capire che , se avessimo scelto una gru troppo pesante avremmo corso il rischio di rendere troppo pesante il 1° asse. Un cassone troppo corto avrebbe avuto lo stesso effetto. Un cassone troppo lungo con una gru troppo leggera avrebbe probabilmente appesantito eccessivamente il 2° asse. È da notare che questa è la verifica del veicolo a pieno carico.

Il veicolo può essere fuori norma anche a vuoto, ripartendo pertanto sugli assi tutte le tare (tare assi, gru, cassone) meno la portata residua . Un esempio è di un veicolo con una gru troppo pesante dietro la cabina ed un cassone estremamente lungo con baricentro di carico detto "negativo" (quando la metà esatta del cassone si trova dietro il 2° asse; il baricentro positivo è quando questo si trova tra gli assi; baricentro neutro quando è perfettamente in corrispondenza del 2° asse). Nel caso di baricentro negativo e gru eccessivamente pesante il veicolo può sforare il peso massimo ammesso a vuoto, mentre a carico, grazie alla ripartizione della portata che ha l'effetto di alleggerire il 1° asse, risulta rientrare nel limite. Per tali considerazioni, all'atto del progetto ed all'atto della stesura della relazione tecnica per il collaudo in unico esemplare attraverso la motorizzazione, il veicolo deve rispettare i pesi massimi ammessi a vuoto ed a pieno carico (oltre ad altri parametri quali rapporti minimi a carico ed a vuoto, verifica del telaio, verifica dei contro telai applicati, verifica di tutti gli organi soggetti a sollecitazioni, verifica della sagoma, verifica dei segnalatori luminosi, verifica dei paracicli e della barra paraincastro ed altre verifiche).

[modifica] Tre procedure per poter circolare

Ogni veicolo, per essere considerato idoneo alla circolazione stradale, deve essere sottoposto a visita e prova dal Dipartimento dei Trasporti Terrestri o da un ente certificatore dell'Unione europea (come Tüv, Dekra, Luxcontrol, etc.).
Con l'espressione "visita e prova" s'intende un insieme di controlli tecnici e documentali che l'autorità o l'organo competente deve svolgere per garantire la pubblica sicurezza quando il veicolo viene utilizzato. Questi controlli possono essere effettuati

per un'omologazione
per un collaudo in unico esemplare
per una revisione.

L'omologazione permette alla casa costruttrice di realizzare una serie di autoveicoli identici al prototipo provato. Ciascuno degli esemplari prodotti potrà essere immatricolato direttamente con i documenti forniti dalla fabbrica.
Il collaudo in unico esemplare comporta dei controlli che, pur essendo rigorosi, normalmente non sono articolati come nell'omologazione. Si ricorre a questa procedura, di solito, quando non c'è l'esigenza di produrre in serie degli esemplari identici. Molti autoveicoli industriali e commerciali da lavoro (allestiti con cassoni, furgoni e apparecchiature come gru caricatrici o sponde montacarichi) hanno dovuto sostenere un collaudo di questo tipo, per essere dichiarati idonei alla circolazione.
Con la revisione, infine, viene periodicamente verificato che l'autoveicolo conservi ancora tutti i requisiti per l'idoneità alla circolazione, stabiliti in precedenza tramite omologazione o collaudo in unico esemplare. Si tratta di una procedura applicabile solo ad autoveicoli non modificati e già circolanti. Attualmente, la revisione può essere effettuata sia nelle sedi periferiche del Dipartimento dei Trasporti Terrestri, sia nei centri privati di revisione, per veicoli di massa massima ammessa fino a 3,5 t o max 16 posti.