È decisamente controversa la storia dei motori V6 all’interno del mondo del Cavallino. Tralasciando i motori da competizione (la prima Ferrari dotata di V6 fu la monoposto Dino 156 F2 del 1957), Ferrari non adottò mai ufficialmente questo frazionamento sulle proprie vetture stradali, ritenendolo in un certo senso non all’altezza per la clientela del Cavallino, da sempre orientata verso l’eccellenza. Fu così che si ricorse a un escamotage quando sul finire degli anni ’60 venne lanciata la prima berlinetta dotata di motore V6: la chiamarono Dino, in onore del figlio di Enzo Ferrari, Alfredo (soprannominato Alfredino o Dino), ingegnere di talento, morto all’età di soli 24 anni mentre lavorava a un nuovo motore da corsa a sei cilindri. Dino credeva tantissimo nel V6 e prima della sua scomparsa esortò suo padre a provare qualcosa di nuovo, installandolo su una delle future automobili. Nonostante l’iniziale esitazione di Enzo, nel 1967 nacque la Dino 206 GT. La Dino non portava lo stemma Ferrari, perché era stata sviluppata per attirare nuovi clienti, per entrare in un nuovo segmento, accettando alcuni compromessi in termini di dimensioni, spazio, prestazioni e prezzo. Tutte le successive monoposto, auto da corsa e da strada Ferrari con motore V6 furono intitolate a lui. La 206 GT e la più potente 246 GT che seguì nel 1969, erano meno costose e prodotte in volumi maggiori rispetto a qualsiasi Ferrari precedente. Ma grazie ai motori V6 compatti e potenti, guidarle era qualcosa di estremamente piacevole, probabilmente anche più divertenti delle “vere” Ferrari con motori V12. Oggi, con la 296 GTB il Cavallino torna a sorpresa con un motore V6, in posizione centrale e longitudinale, oltre a una parte elettrica che approfondiremo nell’articolo. A rigor di logica, tutti si sarebbero aspettati il ritorno del marchio Dino perché, oltre al numero dei cilindri, la nuova 296 GTB porta con sé lo spirito originale della 206 GT come nessun altro modello della gamma, spirito caratterizzato dalla leggerezza, dal divertimento offerto e dalla estrema manovrabilità. Ma non è stato così, deludendo chi si aspettava un ritorno del marchio Dino. La scelta, come confermato dalla dirigenza Ferrari, è dovuta al fatto che la 296 GTB rispetta tutti i canoni prestazionali, stilistici ed emozionali del Cavallino ed è quindi giusto che entri di diritto nella gamma Ferrari, nonostante l’inconsueto frazionamento.
ARCHITETTURA IBRIDA
Il gruppo motopropulsore della 296 GTB è composto dal motore endotermico V6 biturbo posizionato longitudinalmente, dal cambio DCT a 8 rapporti con E-diff e dalla macchina elettrica MGU-K (Motor Generator Unit, Kinetic) posizionata tra motore e cambio, in asse con il motore termico. La frizione, posta tra motore termico ed elettrico, si occupa del disaccoppiamento dei due elementi in condizioni di marcia elettrica. I motori comunicano tramite un attuatore chiamato TMA (Transition Manager Actuator) che consente sia l’uso congiunto per una potenza massima di 830 CV, sia la fruizione del solo motore elettrico da 122 kW con 25 km di autonomia full-electric. Completano il powertrain della vettura la batteria ad alto voltaggio dalla capacità di 7,45 kWh e l’inverter che gestisce i motori elettrici.
MOTORE TERMICO CON POTENZA DA RECORD
Come è noto agli appassionati, il polmone di aspirazione nei motori Ferrari è tradizionalmente al centro della ‘V’, come avviene per esempio anche nel pluripremiato V8 biturbo. Tuttavia, il nuovo V6 prevede i collettori di aspirazione all’esterno, sulla fiancata della testa, e i turbocompressori all’interno. Questa configurazione porta benefici soprattutto in termini di compattezza, peso e gestione del calore, migliorando inoltre il funzionamento dei catalizzatori nelle fasi di avviamento a freddo. Il motore risulta più compatto e leggero, vista l’eliminazione di polmoni e di supporti esterni. Tale soluzione migliora la fluidodinamica, grazie all’accorciamento dei condotti e al detuning fluidodinamico, oltre a ridurre il time-to-boost a causa del minor volume della linea di alta pressione. Altra particolarità è l’introduzione della configurazione con l’angolo a 120° tra le due bancate, con combustioni equispaziate. L’architettura, che si sviluppa più orizzontalmente, permette di avere più spazio per l’installazione dei turbo in posizione centrale.
Il nuovo V6 Ferrari stabilisce il record assoluto per una vettura di serie in termini di potenza specifica: ben 221 cv/l, grazie a 663 CV per una cilindrata di 2,992 litri. Per ottenere una tale potenza specifica è stata elevata la pressione in camera di combustione; l’incremento ha comportato la necessità di sviluppi termo-fluidodinamici e strutturali che non impattassero su peso e affidabilità del motore. Il gruppo dei ruotismi del comando distribuzione è totalmente nuovo: il moto viene trasmesso mediante catene a gruppo pompe (acqua e olio) e treno valvola attraverso un rinvio e una catena dedicata per bancata. Tale gruppo comprende una catena principale per il comando primario con tenditore idraulico dedicato, due catene a bussole con relativo tenditore idraulico e tarature diverse tra bancata destra e sinistra, nonché una catena dedicata al comando del gruppo pompe olio. Il cinematismo di distribuzione, dotato di dito a rullo con punteria idraulica, presenta specifici profili treno valvola di aspirazione e scarico. Il motore ha recepito i più recenti sviluppi Ferrari in termini di camera di combustione, introdotti sulla SF90 Stradale: l’iniettore e le candele centrali con iniezione a 350 bar migliorano miscelazione in camera, prestazioni e livello di emissioni. I condotti di aspirazione e scarico sono stati ridisegnati e intonati per massimizzare l’efficienza volumetrica e garantire così un’elevata turbolenza in camera. I turbocompressori IHI sono stati completamente riprogettati. L’adozione di leghe più prestazionali ha portato all’aumento della loro velocità massima di rotazione, ora attestata a 180.000 giri/min., con un conseguente aumento di performance ed efficienza e un incremento del boost pari al 24%. I turbo, simmetrici e controrotanti, sfruttano un’architettura monoscroll; le soluzioni tecniche adottate hanno ridotto del 5% il diametro della ruota compressore e dell’11% quello della ruota turbina rispetto ad analoghe applicazioni V8, nonostante l’elevata potenza specifica. Il beneficio associato alla diminuzione delle masse rotanti (l’inerzia dell’assieme rotorico è inferiore di circa l’11% rispetto al V8 Ferrari da 3,9 l) ha consentito di minimizzare il time to boost, per un’erogazione istantanea della potenza. L’albero motore è in acciaio nitrurato. Per far sì che i suoi perni siano orientati a 120°, dopo la forgiatura del grezzo è necessaria una fase di ritorcitura seguita da trattamenti termici di nitrurazione profonda (che garantisce resistenz agli alti carichi), dalla lavorazione meccanica e dall’equilibratura. L’ordine di scoppio del nuovo V6 (1-6-3-4-2-5) nasce dalla geometria dell’albero motore; il suo livello di equilibratura, che prevede il bilanciamento del 100% delle masse rotanti e il 25% di quelle alterne, consente di ridurre i carichi sui cuscinetti senza aumentare il peso del motore. È stata sviluppata una nuova pompa di mandata dell’olio a cilindrata variabile che regola in modo continuo la pressione dell’olio su tutto il campo di funzionamento del motore. Grazie a un’elettrovalvola comandata dalla centralina la cilindrata varia in funzione di giri e carico, garantendo l’afflusso del solo olio necessario e massimizzando il risparmio energetico legato al trascinamento della pompa. Al fine di ridurre al minimo le perdite per sbattimenti è stato potenziato il sistema di drenaggio con sei rotori di recupero: tre per i vani delle manovelle, uno per il vano distribuzione e due per i vani delle teste cilindri.
SOUND DA “PICCOLO V12”
Il nuovo motore V6 ha un sound innovativo e unico in quanto abbina in modo armonico due caratteristiche solitamente in contrasto, come l’intensità del turbo e l’armonia delle note in alta frequenza del V12 aspirato. La timbrica del sound interno presenta fin dai bassi regimi gli ordini motore ‘puri’ del V12 che regalano acuti in alta frequenza. A ciò si aggiunge un contributo delle bocche di aspirazione agli alti regimi che aggiunge profondità a un’intensità già molto progressiva. Anche all’esterno spicca l’acuto prontamente riconoscibile del motore, caratteristica che gli ha fatto guadagnare in fase di sviluppo il soprannome di ‘piccolo V12’. La nuova architettura con condotti di scarico all’interno della “V” ha comportato lo sviluppo di una linea di scarico più lineare, posizionata nella parte alta del vano motore. Collettori di scarico e catalizzatore sono realizzati in Inconel®, lega d’acciaio al nichel che alleggerisce lo scarico e lo rende più resistente alle alte temperature. L’architettura a ‘V’ di 120° assicura combustioni uniformi nel tempo, mentre la struttura dei collettori di scarico intonati abbinata alla linea monocoda amplifica le onde di pressione. Queste caratteristiche sono alla base della purezza degli ordini delle armoniche, estesi da un limitatore che tocca gli 8500 giri/min. Da non dimenticare poi il contributo del sistema brevettato a tubo caldo, completamente riprogettato per la 296 GTB, che preleva il sound a monte dei sistemi di post-trattamento e lo porta in abitacolo aumentando il coinvolgimento del guidatore.
MOTORE ELETTRICO DA 315 NM DI COPPIA
Dopo il successo della prima stradale ibrida plug-in (PHEV), la SF90 da 1000 CV, Ferrari propone un’architettura ibrida plug-in a trazione puramente posteriore. Il MGU-K è un motore a flusso assiale a doppio rotore e statore singolo. La sua compattezza e struttura hanno permesso l’accorciamento assiale del motopropulsore e quindi il passo della 296 GTB. L’unità elettrica ricarica la batteria ad alto voltaggio, accende il motore termico, gli fornisce coppia e potenza aggiuntivi (fino a 167 cv) e consente di guidare in modalità full-electric. Il design migliorato dell’MGU-K gli consente di raggiungere una coppia massima pari a 315 Nm, circa il 20% in più rispetto ad applicazioni precedenti. L’attuatore di disaccoppiamento TMA (Transition Manager Actuator) permette transizioni statiche e dinamiche molto rapide da marcia elettrica a ibrida/termica e viceversa, garantendo continuità e progressione di coppia. Il suo software di controllo, sviluppato interamente da Ferrari, interagisce con quelli di DCT, motore e inverter per gestire al meglio l’avviamento del motore termico e la sua connessione e disconnessione alla trasmissione. Grazie a componenti di nuova generazione, il TMA ha permesso di realizzare una trasmissione compattissima: il sistema ha un impatto complessivo sulla lunghezza del powertrain di soli 54,3 mm. La sua architettura è composta da una frizione tridisco a secco, da un modulo di comando frizione in linea con la driveline dotato di leveraggio di gestione frizione e dalle centraline di controllo. Grazie a un design innovativo basato sulla saldatura laser, la batteria è posizionata nel pianale vettura e ha un rapporto potenza/peso competitivo. Per minimizzarne volume e peso il sistema di raffreddamento, di compressione celle e i fissaggi sono integrati in un solo componente. I moduli celle contengono 80 celle connesse tra loro in serie. Ogni Cell Supervisor Controller è installato direttamente nei moduli al fine di massimizzare la riduzione di volume e di peso. L’inverter della 296 GTB si basa su due moduli siliconici in parallelo la cui modalità di erogazione di potenza è stata ottimizzata per ottenere l’incremento di coppia della MGU-K a 315 Nm. Questo componente converte la potenza elettrica con un’efficienza altissima (superiore al 94%) ed è in grado di fornire l’energia necessaria all’accensione del V6 anche in situazioni di massima richiesta di potenza elettrica.
ESTRATTO DALL’ARTICOLO COMPLETO PUBBLICATO SUL FASCICOLO N.471 (DICEMBRE/GENNAIO 2022) DI AUTO TECNICA
