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Os segredos da dinâmica de condução da Alfa Romeo?

Pela primeira vez, a Alfa Romeo revelou os segredos da sua dinâmica de condução em quatro workshops técnicos e sessões de condução propositadamente estudadas para testar as soluções tecnológicas da Alfa Romeo. Os pouco convencionais testes foram realizados no Centro de Provas do Grupo FCA em Balocco, onde a engenharia e a tecnologia põem à prova as mais inovadoras soluções técnicas, fazendo da condução da berlina desportiva Giulia e do SUV premium Stelvio uma experiência ainda mais empolgante, mesmo nas mais potentes versões Quadrifoglio.

Giulia Quadrifoglio e Stelvio Quadrifoglio foram os primeiros modelos a utilizar os sofisticados sistemas, depois alargados a toda a gama. Esta abordagem “descendente”, única na indústria automóvel, está no cerne do espírito Alfa Romeo: uma forma globalmente única, que combina o design italiano com motores de vanguarda, irrepreensível distribuição do peso, soluções técnicas exclusivas e excelente relação peso/potência em todas as suas criações.

Os workshops e sessões de condução realizados para revelar a famosa dinâmica de condução da Alfa Romeo contemplaram quatro painéis de discussão aprofundada, como, por exemplo, o grau de inovação da tração integral com tecnologia Q4, projetada para controlar a tração do veículo de forma reativa e previsível, a fim de oferecer os mais elevados níveis de performance, eficiência e segurança.

Resumindo, o sistema Q4 da Alfa Romeo proporciona todas as vantagens da tração integral e ainda boa economia de combustível, performances ágeis e todo o prazer de condução de uma viatura de tração traseira. As versões com tração às quatro rodas Q4 podem ainda integrar um diferencial traseiro autoblocante mecânico Q2, disponível como opcional também em versões apenas com tração traseira. O diferencial traseiro autoblocante acentua a agilidade e a natureza desportiva, assegurando tração perfeita.

Outro dos destaques do evento foi para outro exclusivo conteúdo Alfa Romeo: o Sistema Integrado de Travagem (Integrated Brake System – IBS), sistema electromecânico que combina controlo de estabilidade com o tradicional servofreio para oferecer uma resposta instantânea dos travões e, assim, reduzir a distância de imobilização, além de contribuir significativamente para a optimização do peso. O IBS está ainda disponível com discos de carbono e cerâmica nas versões Quadrifoglio.

Foi dedicada ainda especial atenção à Vectorização Activa do Binário Alfa (Active Torque Victorino), conteúdo tecnológico de vanguarda concebido para alcançar as melhores performances num modelo desportiva. Em concreto, as duas embraiagens no diferencial traseiro permitem controlar o binário enviado para cada roda separadamente. Assim, a potência é transferida para o solo de forma mais eficaz, mesmo quando a viatura é levada até aos seus limites dinâmicos. Isto torna-a segura e divertida de conduzir em todas as situações, sem ser sequer necessária a intervenção intrusiva do sistema de controlo de estabilidade.

A Vectorização Activa de Binário Alfa Romeo, tal como todos os outros sistemas ativos de controlo, é supervisionada pelo Chassis Domain Control: uma exclusiva central de “inteligência” da viatura que a Alfa Romeo criou com os seus próprios algoritmos para gerir harmoniosamente e em tempo real todos os dispositivos eletrónicos que intervêm no comportamento do veículo, tornando a condução extremamente natural, instintiva e segura.

Por último, os quatro workshops debruçaram-se sobre as suspensões, as mais evoluídas do segmento, equipadas com o sistema Alfa Link; à frente, cuja geometria de braço triangular alto com dupla alavanca inferior e eixo de direção semivirtual (um exclusivo Alfa Romeo), otimiza o efeito de filtragem e permite uma direção rápida e precisa. Atrás, optou-se por uma solução multilink, com quatro braços e meio – uma patente Alfa Romeo – que assegura uma óptima manobrabilidade aliada a excelente conforto.

O esquema da suspensão permite que o sistema seja muito rígido em curva e, ao mesmo tempo, muito flexível em sentido longitudinal. Além disso, como opcional, estão disponíveis as Suspensões Activas Alfa com controlo de amortecimento eletrónico, que se adaptam permanentemente às condições de condução, permitindo que o condutor escolha entre um comportamento mais vocacionado para as performances ou para o conforto.

Outro fator que proporciona prazer na condução é a distribuição de peso entre os dois eixos e a excelente relação peso/potência, alcançada com a utilização de materiais ultraleves, como fibra de carbono no veio de transmissão em toda a gama.

 

***- Ao Pormenor -***

Suspensão dianteira

Os objetivos que guiaram as fases de projeto da suspensão maximizaram o comportamento dinâmico e o conforto, criando um inconfundível e inesquecível feeling da direção e evitando reações no volante causadas pelo binário do motor nas versões Q4. Atingir estes objetivos implicou optar por uma suspensão de braço triangular alto em vez de McPherson; em prol de um maior controlo do ângulo da suspensão, necessário para tirar o melhor partido das características dos pneus, assegurando assim a máxima aderência à estrada.

A suspensão dianteira em braço triangular alto do Alfa Romeo Giulia e do Alfa Romeo Stelvio com eixo de direção semivirtual é constituída por:

  1. Braço superior de controlo;
  2. Dois braços inferiores separados (comportamento dinâmico e conforto);
  3. Braço da direcção com tirante;
  4. Conjunto de mola e amortecedor coaxial;
  5. Junta de alumínio com extensão telescópica específica.

A mais importante característica da suspensão dianteira é a existências de dois braços inferiores separados, ligados de forma independente à estrutura: esta dupla ligação inferior (patente Alfa Romeo) executa o movimento de uma “tesoura” que mantém a sensação de direção linear em todas as condições. Resultados como estes não podem, pura e simplesmente, ser alcançados com uma suspensão convencional com um único braço inferior.

Esta solução assegura total controlo do braço longitudinal no solo, em função da direção da suspensão, optimiza a rapidez e a precisão da direção em todas as situações, garante o típico feeling de condução central Alfa Romeo e assegura a linearidade da resposta até aos limites da viatura, sempre dentro de total segurança. Ímpar sensação de resposta da direção.

A direção assistida eléctrica com motor colocado na cremalheira, aliada a uma relação de direção extremamente direta (12:1), foi projetada para trabalhar em sincronia com a suspensão e garante a linearidade do binário transmitido ao volante em toda a gama de aceleração lateral.

Em comparação com os concorrentes, a adoção de uma suspensão com braço triangular alto em vez de McPherson permite atingir performances mais elevadas em termos de comportamento dinâmico e de conforto em andamento. Mas, ao mesmo tempo, envolve custos mais altos e mais peças para a suspensão. De modo a diminuir o peso, todos os componentes são construídos em alumínio. Em alguns a tecnologia de fabrico evoluiu para alumínio oco ou forjado.

Suspensão traseira

Para o eixo traseiro, foi escolhida uma solução multilink de quatro braços e meio. Este esquema, patenteado Alfa Romeo e denominado “Alfa Link”, assegura um controlo extremamente preciso dos ângulos característicos das rodas, o que se traduz numa performance em estrada no topo da categoria. Excelente comportamento aliado a excepcional conforto. O esquema da suspensão permite que o sistema seja muito rígido em curva e, ao mesmo tempo, muito flexível em sentido longitudinal. A filtragem das irregularidades do piso é muito boa, graças também à utilização de ligações elásticas com amortecimento hidráulico.

O ajustamento da convergência pode ser feito através de um dispositivo patenteado que permite que os pontos mais rígidos da suspensão permaneçam inalteráveis, mesmo quando é necessário mudar a convergência e a inclinação. Esta solução não muda o comportamento elastocinemático da suspensão, mesmo que seja preciso ajustar os ângulos estáticos – isto não acontece quando se utilizam as soluções convencionais encontradas noutras viaturas.

A dimensão longitudinal da suspensão é a mais compacta do segmento. Este conteúdo permite um aumento do espaço disponível para os bancos traseiros, sem aumentar as dimensões do veículo e mantendo a distância entre eixos alinhada com as do segmento.

Os componentes da suspensão são construídos com materiais de alta resistência. 45% dos componentes são de alumínio, para reduzir o peso do conjunto das rodas e, assim, optimizar o conforto. A rigidez lateral da suspensão está no valor mais alto do segmento.

 Tração às quatro rodas com tecnologia Q4

Um ‘gancho’ (curva em cotovelo) na montanha, uma estrada em terra batida, um piso coberto de neve ou uma curva debaixo de chuva: são todas situações extremas, ideais para testar a agilidade e a potência dos novos Alfa Romeo. Em grande parte, graças ao sistema Q4 que assegura todas as vantagens da tração às quatro rodas e, ao mesmo tempo, proporciona o prazer de condução de uma viatura de tração traseira, oferecendo sensações únicas e superior prazer de condução.

O ponto fulcral do sistema é a distribuição ativa de binário (Caixa de Transferência Activa, ou ATC), que monitoriza as condições de aderência e os comandos do condutor em tempo real, para assegurar sempre as melhores performances e, se necessário, transfere até 50% do binário para as rodas dianteiras através de um diferencial dianteiro extremamente compacto e leve.

Combinar máxima segurança e máxima performance em todas as condições, seja em pista, seja em neve: foram estes os ambiciosos objetivos que nortearam o desenvolvimento do sistema de tração às quatro rodas temporária (On Demand), com componentes elaborados segundo determinadas especificações e estratégias de controlo implementadas internamente pela equipa Alfa, realçando o comportamento desportivo da viatura e o prazer de condução.

Quando a maior parte dos concorrentes apostam num sistema de distribuição de binário de fraca dinâmica com valores fixos (ex.: 60% – 40% em condições normais), o sistema Q4 da Alfa Romeo utiliza a tração traseira até chegar aos limites de aderência ao piso e, dependendo das exigências do condutor, fecha as embraiagens do sistema de distribuição e transfere até 50% do binário do motor para o eixo dianteiro em menos de 150 milissegundos.

A distribuição de binário entres os eixos dianteiro e traseiro é, assim, constantemente modulada com extrema precisão, em função das efetivas condições de tração e dos comandos do condutor: isto traduz-se num controlo do veículo no topo da sua classe, em termos de tração e estabilidade da direção em curva.

A tração adicional garantida pelo sistema Q4 é utilizada para maximizar as performances em todas as condições, optimizando o comportamento do veículo, que é estabilizado antes mesmo de o programa de controlo de estabilidade intervir.

No domínio da tração às quatro rodas temporária, o sistema Q4 representa um salto de gerações: os entusiastas sempre souberam que os tradicionais veículos de tração às quatro rodas tendem, basicamente, a ser subviradores. Mas com o sistema Q4, o coração desportivo da Alfa Romeo bate a um ritmo diferente em qualquer das configurações do seletor DNA, criando o máximo envolvimento na posição Dynamic, cujo controlo de tração, projetado pela equipa Alfa Romeo, permite o mais puro prazer de condução de um veículo de tração traseira com a máxima segurança garantida pela tração às quatro rodas.

Para realçar a dinâmica e o comportamento em estrada, a opção tradicional é equipar o veículo com pneus de diferentes dimensões, mas a Alfa Romeo optou por uma via única para o seu sistema Q4: optimizou as características de comportamento dinâmico através da utilização de diferentes relações de transmissão entre os eixos dianteiro e traseiro. Mesmo em versões sem diferentes dimensões de pneus nos dois eixos, isto permite que a viatura saia de uma curva mais rapidamente, graças à rápida estabilização, permitindo acelerar mais cedo em comparação com uma tração às quatro rodas, com idênticas relações de transmissão entre os eixos dianteiro e traseiro.

Para oferecer este nível de performances, todo o sistema foi projetado à luz de especificações completamente novas, exigentes e inovadoras: o sistema de distribuição ativa de binário (Caixa de Transferência Activa ou ATC) foi projetado para ajustar, rapidamente e com precisão, o valor de binário enviado para o eixo traseiro, modificando-o instantaneamente de acordo com as necessidades de tração, as exigências do condutor e o comportamento dinâmico do veículo.

Os tempos de reação são uma referência na classe: o sistema consegue enviar quase 1.000 Nm para o pinhão do diferencial dianteiro em menos de 150 milissegundos e reduzir de 1.100 Nm para 100 Nm em apenas 120 milissegundos, além de resistir a uso intenso – o género de condução nos limites típico nas pistas ou em pisos de baixa aderência, dissipando elevadíssimos níveis de energia no conjunto da embraiagem sem necessidade de sistemas externos de arrefecimento. Esta é uma característica única no mercado, capaz de garantir uma dinâmica de condução extrema durante muito tempo sem sobreaquecimento.

O sistema de distribuição ativa de binário Alfa Romeo Q4 (Caixa de Transferência Activa ou ATC) também oferece níveis ímpares de entrada/saída de binário, sendo capaz de aceitar uma entrada de binário até 5.000 Nm da transmissão e enviar (relação de 1:1) até 1.200 Nm para o pinhão do eixo dianteiro, tudo através de uma corrente de transmissão com lubrificação por salpico, que assegura silêncio de funcionamento, eficiência e máxima fiabilidade.

O diferencial dianteiro Alfa Romeo Q4 é extremamente compacto e leve, embora muito resistente e capaz de gerir elevados valores de binário (até 4.000 Nm na engrenagem da caixa de velocidades). É muito eficiente e de peso reduzido (menos de 12 kg), graças a elementos do projeto estudados especificamente para reduzir fugas ao mínimo. Uma pequena obra-prima.

O aumento global do peso do sistema de tração às quatro rodas, incluindo os semieixos dianteiros, é inferior a 50 kg com óleo, um valor de referência neste capítulo.

 Diferencial autoblocante mecânico Q2

As versões com tração às quatro rodas Q4 podem ainda integrar um diferencial traseiro autoblocante mecânico, disponível como opcional também em versões apenas com tração traseira.

O diferencial traseiro autoblocante realça a agilidade e a natureza desportiva dos novos Alfa Romeo. O diferencial garante tração perfeita em todas as condições, para uma experiência de condução fluida. Foi projetado com um conjunto de embraiagens de 1,5 vias, anéis de pressão e sem pré-carga.

O diferencial autoblocante mecânico Q2 acentua a agilidade do veículo, permitindo a sua utilização com máxima segurança. O sistema assegura:

  • performances de condução optimizadas, com bloqueio do diferencial;
  • maior estabilidade do veículo em curvas a alta velocidade e maior aceleração lateral;
  • melhor tracção do veículo, mesmo em condições de aderência distintas nos eixos;
  • extraordinárias características de estabilidade e controlo em condução em recta, em quaisquer condições de aderência;
  • máxima segurança em piso molhado ou escorregadio, já que mantém as rodas sempre sob controlo e reduz a derrapagem.

Chassis Domain Control, Vectorização de Binário e Suspensões Activas

Todos os modelos foram projetados para alcançarem a melhor performance dinâmica e oferecerem uma experiência de condução única. Para assegurar este resultado, o desenvolvimento da plataforma seguiu as seguintes diretrizes: distribuição do peso 50/50 como base do projeto e máxima leveza.

O ponto de partida era a procura da excelência passiva do veículo: suspensões, direção, diferencial, travões. No entanto, tudo isto não garante as performances únicas na sua classe: é necessário um “cérebro” para comandar e coordenar todo o sistema de controlo do equipamento de bordo, desde as suspensões ativas até à vetorização do binário. É tudo coordenado pelo Chassis Domain Control, projetado pela Alfa Romeo, com algoritmos patenteados.

Este é o “segundo cérebro” do veículo (a seguir ao do condutor): é uma exclusiva unidade de inteligência central que supervisiona todos os dispositivos eletrónicos que intervêm em tempo real no comportamento em estrada, tornando a condução extremamente natural, instintiva e segura.

A filosofia Alfa Romeo é que os sistemas ativos não devem distorcer a resposta de sofisticados mecanismos, mas sim proporcionar a assistência necessária para oferecer as melhores performances, em máxima segurança, em todas as condições de condução.

Alfa CDC

Desenvolvido em colaboração com a Magneti Marelli, o controlo dinâmico do chassis (CDC, Chassis Domain Control) AlfaTM representa o “cérebro” do veículo, que coordena toda a eletrónica de bordo.

O sistema gere as intervenções de diferentes conteúdos – sistema de condução DNA, vetorização de binário, tração integral (Q4), repartidor Active Aero Splitter, Suspensões ativas -, atribuindo a cada um deles uma tarefa precisa, a fim de optimizar o desempenho e o prazer de condução.

A centralina CDC coordena todos os sistemas ativos do veículo em tempo real, com base nos dados de aceleração e guinadas detectados pelos sensores, garantindo o máximo desempenho e segurança em todas as condições. Além disso, previne e gere situações críticas, informando antecipadamente as centralinas de controlo específicas envolvidas no sistema eletrónico do veículo: chassis, motopropulsor, sistema de travagem, direção, assistência e diferencial de viragem.

Na cultura técnica da Alfa Romeo, os sistemas de controlo têm de ceder o protagonismo ao estilo e não devem “ocupar o banco do condutor”, no lugar da pessoa que já ali se encontra. Devem melhorar a excelência mecânica do veículo, ao invés de corrigir os seus erros.

Todos estes sistemas e respectivas estratégias de controlo proprietárias foram concebidos e implementados de forma a não serem invasivos e a alcançar níveis únicos de desempenho e controlo. Num modelo Alfa Romeo, é sempre o condutor a decidir o motivo pelo qual a Alfa Romeo continua a acreditar nos automóveis e no prazer de quem os conduz.

O Controlo do domínio do chassis desenvolvido pela Alfa Romeo com algoritmos proprietários, aliado a um aspecto distintamente desportivo, incorporou esta filosofia no Giulia e no Stelvio ao mais alto nível.

Vetorização de binário

Uma das mais avançadas características tecnológicas desenvolvidas pela equipa de engenheiros da Alfa Romeo é o sistema de vetorização de binário.

Trata-se de um sistema que permite ao diferencial traseiro variar a potência em cada roda, melhorando a tracção e o desempenho. Esta tecnologia garante uma rápida reação de viragem e uma estabilidade excelente dos pneus, mesmo a velocidades elevadas e em condições atmosféricas extremas.

O sistema é composto por duas embraiagens electromecânicas integradas no diferencial traseiro, que permitem ao sistema distribuir o binário mecanicamente a cada um dos dois eixos traseiros de forma independente, simplificando a condução, mesmo em condições atmosféricas difíceis. Graças à interação com o CDC (Controlo do domínio do chassis), esta solução melhora a agilidade, a segurança e a tração do veículo.

Suspensão ativa

Graças a uma estratégia de controlo de alto nível integrada na centralina CDC, as suspensões ativas absorvem choques não apenas na proporção da velocidade (como acontece num amortecedor passivo), mas também dependendo da posição do seletor DNA e das condições do piso.

DNA em N: a posição “Natural” permite uma melhoria de aproximadamente 0,5 pontos em manobrabilidade na escala SAE, quando comparada com amortecedores passivos. Simultaneamente, o condutor sente uma maior suavidade do veículo e um maior conforto, mesmo em pisos irregulares.

DNA em D: a posição “Dinâmica” oferece uma melhoria de aproximadamente 1 ponto em manobrabilidade na escala SAE. Paralelamente, o conforto não é agravado face ao que acontece em condições normais.

Os amortecedores controlados, disponíveis de série na versão Quadrifoglio e como opção em todas as outras versões, reduzem ainda mais o ângulo dinâmico ao travar, e a calibração de controlo Skyhook minimiza a inclinação dinâmica e a oscilação do corpo da carroçaria do veículo.

Sistema de travagem inteligente

Para obter um desempenho superior em travagem, a Alfa Romeo focou-se em dois dos principais componentes do sistema de travagem: o sistema básico e o sistema de actuação. Os engenheiros da marca italiana trabalharam durante todo o desenvolvimento para integrar os dois sistemas e maximizar o seu desempenho. No que diz respeito aos dois principais componentes do sistema de travagem:

O sistema Brembo

Para maximizar a redução das massas não suspensas, toda a gama Alfa Romeo tem um sistema de travagem com pinças de alumínio. Comparativamente às tradicionais pinças flutuantes em ferro fundido, as de alumínio pesam cerca de metade da massa total do veículo. A redução das massas não suspensas contribui para a melhoria do contacto entre roda e a estrada. O design da pinça de alumínio é fruto de um trabalho de optimização com os seguintes propósitos em mente:

  • Menos materiais para máxima rigidez do corpo da pinça.
  • Optimização do design para garantir as características de conforto.
  • Design: a pinça de alumínio confere ao veículo um carácter desportivo.

Particularmente, ao aplicar a gama para responder a exigências de compactidade e rigidez, desenvolvemos as novas pinças a partir do zero, passando depois por um trabalho de desenvolvimento e optimização.

Para as aplicações do Quadrifoglio, fomos ainda além do sistema de travagem. Com o intuito de responder a metas preestabelecidas no início da concepção em termos de peso e desempenho em pista, as pinças de alumínio foram adotadas em ambos os eixos, dianteiro e traseiro. A utilização extrema em pista resultou no desenvolvimento de um sistema de cerâmica de carbono no Stelvio e no Giulia, para tirar o máximo proveito da dinâmica. Os discos de cerâmica de carbono não só garantem uma maior estabilidade do coeficiente de atrito, mesmo a altas temperaturas, como também contribuem substancialmente para a redução da massa do veículo – quando comparados com os discos de ferro fundido, os de cerâmica de carbono pesam menos 5 kg, o que se traduz numa poupança global de 20 kg.

A utilização extrema para o desempenho de travagem não vem apenas dos travões, mas também da sua integração com outros sistemas. Manter o sistema a baixas temperaturas significa permitir ao veículo tirar o máximo partido das suas capacidades dinâmicas e aumentar os seus limites na pista, em termos de duração. Para concretizar este objectivo, o spoiler móvel dianteiro (aerodinâmico ativo), além de gerar uma força descendente, foi concebido de forma que o fluxo de ar gerado, combinado com uma geometria de escudo térmico relevante, transmite um fluxo adicional à convecção normal, contribuindo para prolongar a vida e a eficácia do sistema.

Brake by Wire – IBS activation system

A principal inovação que a Alfa Romeo introduziu na gama está no sistema de travagem Brake by Wire MKC1 Continental.

O novo sistema de ativação é uma estreia no mundo automóvel, sendo que atualmente nenhum outro veículo em produção inclui este sistema. As principais vantagens oferecidas são:

  • Espaço: como ilustrado na imagem abaixo, a utilização deste sistema representa uma redução considerável do componente no interior do vão do motor, substituindo um único equipamento por uma unidade composta por bomba, travões eléctricos e ESP. Além de ser coerente com a filosofia de redução da massa que orientou o projeto Giorgio desde o início, reduzir os componentes permite que tudo seja mais compacto no interior do vão do motor, garantindo menos massa em suspensão e tornando o veículo mais ágil.
  • Peso: a bomba, os travões eléctricos e a Centralina ESP pesam bastante menos que a solução MKC1 (ca. +50%)
  • Pedal desacoplado do sistema de travagem: o sistema Brake by Wire permite desacoplar o pedal do travão do circuito hidráulico das pinças. As principais vantagens desta solução são:1.       Melhorar a sensação do pedal do travão: a sensação do pedal do travão é a forma como o condutor sente a capacidade de abrandar do veículo. Nos sistemas tradicionais, as regras da estrada, a carga e a desaceleração foram obtidas através do equilíbrio entre os componentes de hardware do sistema (bomba da pinça e travões eléctricos) e a limitação de variar a temperatura e independentemente da velocidade. No sistema de travagem Brake by Wire, a sensação em termos de carga é conseguida através de um simulador que pode ser totalmente adaptado. A resposta, em termos de redução da velocidade, é uma calibração que pode ser optimizada de acordo com as condições de condução – uma sensação menos agressiva do pedal pode ser obtida para uma condução descontraída no trânsito ou mais agressiva em condições de condução em pista – aumentando assim a flexibilidade do sistema e a sua capacidade de utilização.

    2.       Estabilidade da sensação do pedal quando usado em atividades desportivas: com o sistema de travagem Brake by Wire, é possível manter constante o curso do pedal, ao contrário do que acontece nos sistemas de travagem tradicionais, onde a ligação física promove o aumento progressivo do curso do pedal devido ao aquecimento extremo em pista.

    3.       Melhoria do desempenho: a pressão é gerada por um atuador linear, o que permite um gradiente de pressão e tempos muito mais curtos de bloqueio das rodas quando comparado com os sistemas tradicionais. Esta característica traduz-se num melhor controlo da dinâmica das rodas, com a consequente redução drástica das distâncias de travagem.

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