Lexus CT 200 h: analisi tecnica

Ecco come è fatta la compatta di lusso giapponese

11 luglio 2013 - 15:36

La CT 200h è la prima berlina cinque porte compatta prodotta da Lexus. Una piccola rivoluzione, che segna l’introduzione del primo  veicolo Full Hybrid nel cuore del segmento delle compatte premium, capace di avvicinare al marchio una nuova e più giovane tipologia di clienti. Sviluppata appositamente per il mercato europeo, le dimensioni, il design, la tecnologia Full Hybrid e la riduzione delle emissioni di CO2, dovrebbero soddisfare le necessità dei clienti, senza alcun compromesso in termini di qualità, comfort ed eleganza, caratteristiche che contraddistinguono il marchio Lexus. La CT 200h trae beneficio da una nuova piattaforma che dispone di numerose applicazioni ingegneristiche esclusive per la scocca, per il telaio e per il sistema di controllo della trasmissione Lexus Hybrid Drive studiata appositamente per offrire a chi guida una scelta tra  diversi stili di guida, uno più rilassante ed uno più dinamico, grazie anche alle quattro modalità di guida selezionabili: EV, ECO, NORMAL e SPORT.

MOTORI – Con una potenza totale del sistema pari a 136 CV (100 kW), la CT 200h accelera da 0-100 km/h in 10,3 sec. e raggiunge una velocità massima di 180 km/h. I consumi e le emissioni di CO2 risultano rispettivamente pari a 3,8 l/100 km (4,1 per le versioni più accessoriate) e 87-94 g/km nel ciclo combinato. Il funzionamento in modalità esclusivamente elettrica (EV) consente inoltre di percorrere, secondo la Casa costruttrice, fino a 2 Km, a velocità fino a 45 km/h. Noi abbiamo percorso, a velocità costante, con batterie cariche e solo il guidatore a bordo, circa 1,5 km senza superare i 40 Km /h. Il sistema full hybrid di seconda generazione dispone di un motore termico a benzina 4 cilindri in linea traversale con ciclo Atkinson di 1798 cc a corsa lunga (alesaggio x corsa 80,5 x 88,3 mm), bialbero a camme in testa, 4 valvole per cilindro con fasatura variabile VVT-i. La potenza erogata è di 99 CV (73kW) a 5200 g/min mentre la coppia max. è di 142 Nm a 2800-4400 g/min  Il motore elettrico è un sincrono a magneti permanenti di 82 CV (60 kW) e coppia max. di 207 Nm da 0 giri/min. Completa il sistema un generatore sincrono, una batteria NI?MH con voltaggio nominale di 201,6 V (168 celle da 1,2 V) con 28 moduli, un’unità di controllo della potenza e un dispositivo di ripartizione della potenza, il quale impiega un cambio epicicloidale a variazione continua per distribuire la potenza dal motore termico a quello elettrico e al generatore, a seconda delle necessità di guida. Il motore elettrico, il generatore e il cambio epicicloidale per la distribuzione della potenza sono tutti alloggiati in una scatola di trasmissione molto leggera e compatta, dalle dimensioni paragonabili a quelle di una scatola del cambio convenzionale. La trazione sulle ruote anteriori è garantita dalla trasmissione elettrica a variazione continua Shift-by-Wire del sistema full hybrid. Il motore elettrico lavora insieme a quello termico per incrementare la potenza e, come detto, assicura la trazione alle ruote quando la CT 200h è funzionante in modalità solo elettrica. Esso agisce inoltre come fosse un potente generatore durante la decelerazione e le frenate, garantendo una frenata rigenerativa e ottimizzando la gestione dell’energia all’interno del sistema Lexus Hybrid Drive grazie alla conversione dell’energia cinetica (che normalmente va dispersa durante frenate e decelerazioni) in energia elettrica da conservare nella batteria. Nei motori benzina a quattro tempi convenzionali diventa a volte necessario l’arricchimento del carburante per raffreddare i gas di scarico, prevenendo così la degradazione e la distruzione dei convertitori catalitici. In un motore a Ciclo Atkinson come quello della Lexus CT 200h e della Toyota Prius, la compressione e l’espansione sono asimmetriche, e la chiusura delle valvole di aspirazione, che avviene più tardi rispetto ai motori tradizionali, ritarda il momento di massima  compressione. Questo crea un alto rapporto di espansione per una minore compressione, andando a ridurre le perdite di aspirazione e di scarico e convertendo l’energia di combustione con un miglior rendimento termodinamico del motore. Il risultato è una più bassa temperatura di scarico rispetto a quella dei motori convenzionali. Attraverso un collettore di scarico in acciaio inossidabile, il sistema EGR reintroduce parte dei gas di scarico in camera di combustione, raffreddati da 700° a 130°C, contribuendo a ridurre ulteriormente le temperature del motore, e riducendo inoltre le perdite di pompaggio grazie ad una diminuzione della pressione di aspirazione. Il motore, come detto, si basa sul poco noto ciclo Atkinson ovvero una variante del classico ciclo Otto dei motori a benzina, conosciuta fin dagli albori della motorizzazione poiché ideata da James Atkinson nel lontano 1882. Lo scopo è quello di prolungare la fase di espansione dei gas di scarico ed adottare un alto rapporto di compressione (utile per un buon rendimento termico) senza avere problemi di detonazione. Ciò si può ottenere o con particolari manovellismi (soluzione più costosa) oppure ritardando di molto la chiusura della valvola di aspirazione in modo che una parte di aria aspirata ritorni nel condotto di aspirazione, riducendo di fatto il rapporto di compressione reale e la quantità di ossigeno in camera di combustione. In tal modo, il rapporto di espansione supera quello di compressione. Ovviamente, a parità di cilindrata, rispetto al ciclo Otto si perde potenza ma migliora il rendimento termico, quindi il consumo. Ecco spiegati l'alto rapporto di compressione (13:1) adottato su questo propulsore e la sua non elevata potenza (99 CV, pari ad appena 55 CV/litro ). Oltre a questo, un sistema EHR di terza generazione, più piccolo, leggero ed efficiente, indirizza i gas di scarico per riscaldare il liquido di raffreddamento all’accensione del motore mediante una valvola installata all’interno del collettore di scarico. Oltre a consentire una più rapida distribuzione del riscaldamento all’interno dell’abitacolo, questa tecnologia determina una riduzione dei tempi di riscaldamento del motore, e quindi un suo spegnimento più anticipato per un funzionamento esclusivamente elettrico a bassa velocità, in particolar modo durante l’inverno. In merito alla potenza effettiva sulle vetture ibride, come abbiamo evidenziato in un nostro precedente articolo sull’argomento, è un errore sommare alla potenza erogata dal motore endotermico quella massima del motore elettrico che non potrà mai essere costante e continuativa. Infatti, per la Lexus CT 200h e la Prius 3^ serie, il Costruttore dichiara una potenza complessiva di 136 CV. Il contributo reale del motore elettrico è quindi di appena 37 CV a fronte di una potenza max, non continuativa di 82 CV. A tale proposito, qualche ente indipendente come la tedesca Dekra, già da qualche anno ha iniziato  a fare chiarezza su certe false convinzioni, mettendo a confronto alcuni diffusi modelli in versione normale ed ibrida. I risultati, peraltro prevedibili, sono impietosi: i risparmi di consumo (e quindi della riduzione di CO2) delle versioni “eco” sono assolutamente trascurabili a fronte di un prezzo di acquisto del veicolo superiore da ammortizzare nel tempo(vedi qui l'articolo relativo). Coperta da una garanzia di cinque anni/ 100.000 km, la batteria Ni-Metal-H della CT 200h è studiata per accompagnare il veicolo per tutta la durata del suo ciclo vitale. Dal momento che il suo sistema di frenata “rigenerativa” a Controllo Elettronico (ECB-R) riesce a fornire metà della forza frenante necessaria, su circa 100.000 km di guida, le pastiglie anteriori necessitano di una singola sostituzione, mentre le pastiglie posteriori potrebbero non necessitare di manutenzione alcuna. Combinate al nuovo impianto di ricircolo dei gas di scarico (EGR) e al sistema di recupero del calore dei gas di scarico (EHR), le tecnologie del motore termico a Ciclo Atkinson promettono consumi assai limitati. I valori dichiarati sono: 4,1 l/100 km nel ciclo urbano, 4,0 l/100 Km e xtraurbano, 4,1 l/100 Km misto (24,3 Km/l), emissioni di NOX 3 mg/km ed emissioni di particolato pari a zero. Il consumo medio ottenuto nel corso della nostra prova è di 16,5 Km/l, a conferma che gli ormai consueti, irreali consumi dichiarati (e omologati), valgono anche per le vetture ibride. La capacità del serbatoio carburante è di soli 45 litri che, secondo la Casa, dovrebbero garantire con il contributo del motore elettrico, una autonomia totale di 1098 Km pari ad un consumo medio, invero molto ottimistico, di 24,4 km/l. Un’autonomia effettiva di circa 750 Km nell’uso pratico, ci sembra un valore del tutto realistico.

DESIGN DELLA SCOCCA – L’altezza ridotta della Lexus CT 200h balza subito agli occhi, soprattutto se confrontata visivamente con altre vetture moderne. Per poter offrire un buon comportamento dinamico e contribuire alla riduzione dei consumi, sono state adottate numerose misure in grado di assicurare alla CT 200h un baricentro e un momento di inerzia più bassi possibili. La scocca presenta un passo più lungo, pari a 2.600 mm, con sbalzi anteriori e posteriori ridotti, in cui gli occupanti siedono il più vicino possibile al centro del veicolo, per ridurne il momento di inerzia. Per minimizzare il momento di inerzia sull’asse di imbardata e migliorare l’agilità del veicolo, le componenti della scocca più distanti dal baricentro del veicolo sono state studiate per pesare il meno possibile. A tale scopo, il cofano, il portellone e i rinforzi dei paraurti sono stati realizzati in alluminio. Lo spessore della verniciatura, è caratterizzata da valori limitati (90-105 micron), secondo una tendenza rilevabile su altre vetture made in Japan. L’altezza totale del veicolo (appena 1,43-1,44 m a secondo della misura degli pneumatici), l’altezza di guida e il punto dell’anca del guidatore sono stati dimensionati per ottenere un’altezza minima (Cx 0,28), quindi una buona penetrazione aerodinamica. Oltre a ciò, la batteria ibrida è stata sistemata sotto il vano di carico, ma sempre all’interno del passo del veicolo, riuscendo così a bilanciare la distribuzione  dei pesi. Il peso a vuoto della CT 200h varia da 1370 Kg a 1465 Kg a secondo degli allestimenti. Lasciando alla prova su strada le varie valutazioni statiche e dinamiche sulla Lexus CT 200h, ci limitiamo a segnalare, a conclusione di queste note, il freno di stazionamento a pedale, certo non in linea con l’alto contenuto tecnologico del prodotto (il freno elettrico non avrebbe sfigurato) e la strana logica del selettore cambio che ritorna in posizione neutra dopo il suo azionamento.

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