Haina îl mai face astăzi pe om doar în condiţii bine definite: ca naş la nuntă, ca naşul naşilor la o înaltă tribună. Acelaşi naş umblă însă cu blugii găuriţi şi cu barbă de trei zile când nu e la nuntă, ori la tribună. Haina depinde, aşadar, mai nou de funcţie, de funcţia de bază sau de cea de ocazie.
 
Funcţia îl face acum pe om! Haina doar pune în evidenţă funcţia. Şi ce face omul cu funcţia? O are. O ţine. Se dă mare cu ea, ameninţă cu ea, se ţine cu dinţii de ea. Pentru ce fusese generată de fapt, iniţial, acea funcţie?
 
Interpretarea funcţiei în relaţia cu o maşină, cu un aparat, cu un automobil, ba chiar şi cu o haină -  lucruri făcute tot de oameni – este diferită, corespunzând interpretării iniţiale. Păi, trebuie să facă ceva. Roţile trebuiau să-l mişte pe cavalerul suplu în frac şi cu cilindru, mai repede prin parc. Cu timpul, funcţia s-a dezvoltat, hai mai repede, şi fără picioare. Bun, dar funcţia nu se exercită singură, aşa că în decursul timpului a fost executată de cal, de bou, de câine, şi mai nou de motor, electric sau termic
Orice funcţie se desfăşoară pe baza unui sistem material conceput pentru ea, sistem care are un volum, o greutate, şi care costă bani, permiţându-şi chiar să se mai şi strice, din când în când.
Concomitent cu funcţia de mişcare fără forţa omului s-a dezvoltat şi funcţia de protecţie a omului contra intemperiilor în timpul mişcării respective. Aşa au apărut căruţa cu coviltir, caleaşca, iar mai apoi caroseria de automobil, adică nişte carapace mai mult sau mai puţin luxoase şi comode, învelind pasagerii utilizatori ai funcţiei de deplasare. Cu timpul, pasagerii au început să aibă pretenţii din ce în ce mai mari, dar nu numai ei, ci şi mediul în care se efectua mişcarea respectivă.
 
Funcţiile pe care trebuie să le îndeplinească automobilul s-au înmulţit şi au devenit complexe. Înainte de a le descrie concret, se impune însă o precizare: orice funcţie se desfăşoară pe baza unui sistem material conceput pentru ea, sistem care are un volum, o greutate, şi care costă bani, permiţându-şi chiar să se mai şi strice, din când în când.
 
Automobilul modern, cu funcţii intre acceptanţă şi cerinţe
 
Automobilul modern trebuie să îndeplinească funcţii dictate de acceptanţa clientului, după criterii obiective, dar şi subiective, precum şi funcţii impuse de societate şi de mediu prin legi care se adaptează continuu evoluţiei.   
 
Asemenea funcţii sunt cerute şi realizate, în marea lor majoritate, în toate formele şi tipurile de automobil – cu propulsie electrică să termică, pickup sau berlină, Dacia sau Ferrari, cutreierând prin Tokyo sau prin Teleorman (zone geografice pomenite extrem de des în ultimul timp). Câteva exemple sunt edificatoare.
 

Puterea

Sunt rare cazurile în care un client sau o clientă nu vrea putere, cât mai multă putere, indiferent că e vorba de un Fiat 500, un BMW X5, un Rolls Royce sau un Logan. Puterea este un argument covârşitor pentru cel care cumpără o maşină. Chiar dacă nu are nevoie, de fapt, de putere, doar că sună aşa de bine. Ce este de fapt util este cuplul, cuplul la roţile motrice. Bineînţeles, cuplul este un element implicit în putere, la fel ca şi viteză unghiulară a roţii, mai pe înţeles turaţia acesteia, care determină viteza de deplasare a maşinii. Dar de ce ne trebuie cuplu? În fond, avem nevoie de forţă între roată şi asfalt, forţă care poate propulsa maşina cu pasageri cu tot peste cei cincizeci de metri de intersecţie, de la stop încolo, într-un timp mai scurt decât e împinsă grămada aia de fiare a vecinului, pe banda de alături. Distanţa de la osie până la asfalt e pârghia care acţionează forţa, aşa ajungem la cuplu, care trebuie să fie transmis osiei de către motor, de orice fel ar fi acesta. Cuplul nu este necesar numai pentru un start vioi, ci şi, la viteze de croazieră, pentru a asigura o accelerare suficientă la depăşirea camionului.
Cuplul maxim al unui motor variază cu turaţia, dar această variabilitate poate fi adaptată cerinţelor.
La viteze mai mari intervine în formula puterii, într-adevăr pe lângă cuplu, şi turaţia. Mai bine zis, dacă vrem să avem exact acelaşi cuplu cu care am depăşit camionul pe drumul de ţară, la 2000 de ture pe minut şi pe autostradă, la 6000 de ture, trecând pe lângă vecinul cu vehiculul lui coreean, ne trebuie o putere triplă.
 
Cuplul maxim al unui motor variază cu turaţia, dar această variabilitate poate fi adaptată cerinţelor. Un constructor de motoare este, în primul rând, un designer de cuplu – formă, înălţime, poziţia vârfului. Tema va mai fi abordată într-un articol următor, în cadrul unei comparaţii între propulsia electrică şi cea termică.
 

Cicluri de viaţă: automobilele şi sistemele electronice
 

Emisiile de gaze poluante

În 1992, prima normă europeană referitoare la limitarea gazelor nocive provenite de la motoarele de automobile prevedea, de exemplu, o limită superioară de emisie de monoxid de carbon a unui motor pe benzină de 3,16 grame pe kilometru parcurs. Demn de reţinut, pe kilometru parcurs, nu în funcţie de puterea motorului sau de greutatea maşinii! Din anul 2014, această limită a fost redusă în Europa la 1 gram pe kilometru. Limita de oxid de azot pentru motoare Diesel era în 1992 de 1,13 grame pe kilometru. Acum? 0,08 grame! Nu e nicio greşeală de ordin de mărime! În SUA, această limită este actualmente de 0,012 grame pe kilometru, deci de aproape 7 ori mai scăzută decât în Europa! La bază stau aceleaşi studii medicale, care nu justifică în nici un fel imensa diferenţă dintre aceste limite. Maşinile cu motoare Diesel care îndeplineau condiţiile în Europa, nu le îndeplineau însă şi în SUA, de aici s-a ajuns la frauda de proporţii cunoscută ca Dieselgate.
 
Emisiile de particule erau limitate în 1992, pentru motoarele Diesel, la 0,18 grame pe kilometru, în 2014 la 0,0045 grame pe kilometru. Eroziunea cauciucurilor, chiar şi ale celor de la maşinile electrice, pe asfalt, cauzează emisii de particule mult superioare acestei limite.
 
Cum adaptăm motoarele acestor exigenţe? Prin catalizatoare, dispuse sub maşină unul după altul, grele de până la 70 de kilograme, extrem de voluminoase, extrem de costisitoare şi foarte sensibile. Costă, dar face: din 1992 încoace emisiile de monoxid de carbon ale motoarelor cu ardere internă pentru automobile au fost reduse în proporţie de 90%, cele de oxid de azot în proporţie de 85%, iar cele de particule în proporţie de 97%. În plină desfăşurare a discuţiilor şi măsurilor îndeosebi isterice legate de eliminarea motoarelor termice din automobile, ţin să repet ceea ce am afirmat în multe prelegeri prin lume în ultimul timp:
Un motor termic de automobil a devenit o maşină de aspirat aer poluat dintr-o megametropolă pentru a genera şi degaja aer curat pentru atmosfera acesteia.
În cazul propulsiei cu motoare electrice alimentate de baterii, toată această discuţie se transferă de la bordul maşinii la centrala electrică pe cărbuni sau pe gaz.
 

Consumul şi tipul de combustibil

Consumul mic, este la fel ca şi puterea mare, ceva cu care ne lăudăm la vecin, „a mea, tot Toyota, dar consumă numa´5 pe sută, vecine!“. Dar, ferească Dumnezeu ca vecinul să fie la stop pe banda de alături, atunci contează doar puterea, consumul lasă-l dracului! Pe cine interesează, în fond, consumul, în pofida declaraţiilor, în pofida preţului? Culmea, consumul îi interesează mai mult pe posesorii maşinilor grele, de lux, bineînţeles, nu pentru bani, ci pentru că nu au chef să coboare pe la vreo benzinărie pe drumul lor de la Hamburg la München.
 
Consumul este însă, mai nou, relevant, din cauza legăturii lui cu emisia de dioxid de carbon, care nu este un gaz poluant, dar care accelerează, prin acumulare în aer, efectul de seră în atmosferă. Aşa s-a ajuns la limitarea prin legi a acestor emisii, dar tot în grame pe kilometru, independent de greutatea şi de puterea maşinii, ceea ce este, în fond, foarte discutabil. Asociaţia Constructorilor Europeni de Automobile decisese în anul 2008 o plafonare a acestor emisii la 140 de grame pe kilometru, ca valoare medie pentru toată gama de automobile produse de o firmă, deci, ca exemplu, de la Audi A1, până la A8. Adică, dacă A8 emite mai mult, producem mai multe din seria A1. Comisia Europeană a planificat pentru 2020 o limită de 95 de grame. Pentru 2050 se discută despre o limită internaţională de 0,88 grame pe kilometru. Le reducem tot cu catalizatori? Nu, nu mai merge! Această emisie provine din reacţia de ardere a unei hidrocarburi cu structură definită, cu oxigenul din aerul introdus în motor. Produşii unei arderi eficiente, complete, în cazul ideal fără poluanţi, sunt dioxidul de carbon şi apa. Aşadar, există o relaţie clară, directă, cuantificabilă, între cantitatea de combustibil ars şi cea de dioxid de carbon emis. Şi aşa ajungem la limitarea consumului pe kilometru, sau pe suta de kilometri. Consumul aferent unei emisii de 20 de grame de dioxid de carbon pe kilometru este de 0,88 litri de benzină la sută de kilometri. O valoare incredibilă, care pare de neatins. Şi nu e vorba de limita pentru vreo mică maşinuţă, ci de valoarea medie pentru întreaga flotă, cu o gamă largă de tipuri, de la Mercedes sau Porsche.
În scenarii dubioase, dar, din păcate, existente la nivele guvernamentale şi mondiale, automobilele electrice sunt considerate ca fără emisii de dioxid de carbon.
Se poate atinge o asemenea limită? Da, se poate, combinând mai multe funcţii de propulsie, despre care vom mai discuta. Dar şi prin schimbarea structurii combustibilului, de exemplu de la benzină la gaz metan sau alcool.
 
În scenarii dubioase, dar, din păcate, existente la nivele guvernamentale şi mondiale, automobilele electrice sunt considerate ca fără emisii de dioxid de carbon. Culmea electricităţii, hai să gâdilăm becul, ca să râdă aia de la uzină! Buun, atunci Maserati va produce pe zi două limuzine ca lumea şi o mie de maşinuţe electrice, cu caroserie de Cinquecento. Sau Maserati produce limuzinele frumoase de până acum, dar cumpără o fabrică de maşini electrice în China, piaţa lor, curentul lor, dioxidul lor şi al nostru.
 

Siguranţa activă şi pasivă

Siguranţa este, în general, un subiect la fel de ocolit ca şi încălzirea sau climatizarea maşinii, atunci când sunt etalate avantajele automobilelor cu propulsie electrică, cu energia provenind din baterie. Repet, orice funcţie este realizată într-un modul care are un volum, o greutate, un consum de energie şi un preţ. Dacă bateria e grea şi voluminoasă, putem să renunţăm la alte funcţii?
 
În nici un caz! Siguranţa vehiculului în mişcare, dar şi a pietonilor, la un impact trebuie să rămână aceeaşi pentru orice automobil, fie cu motor electric, fie cu motor termic.
 
Siguranţa activă se referă la asistenţa la conducere:
 
  • prin sisteme de management al dinamicii deplasării
  • controlul vitezei – prin sisteme de adaptare a vitezei la situaţie
  • controlul rămânerii pe banda de rulare
  • asistenţă în timpul parcării
  • vedere pe întuneric, respectiv vedere panoramică la 360°
 
Precum şi la evitarea cazurilor critice:
 
  • prin sisteme de control al stabilităţii
  • prin sisteme de asistenta a frânării
  • prin controlul direcţiei
 
Siguranţa pasivă se referă la protecţia pasagerilor şi a pietonilor:
 
  • prin sisteme de minimizare a efectelor impactului
  • prin strângerea puternică a centurilor de siguranţă
  • prin air bag-uri
  • prin sisteme de avertizare de urgenţă şi deblocarea portierelor


Conectivitate – condiţii specifice în automobil
 

Conectivitate

Acesta este, poate, cel mai discutat subiect în legătură cu automobilele viitorului. În articolul trecut, scriam despre big smartphone cu şezlonguri. Funcţiile referitoare la conectivitate, pe care cu toţii le dorim, chiar blestemând bicisnica de electronică şi toţi senzorii care se murdăresc, se înfundă sau îşi dau pur şi simplu duhul, sunt absolut aceleaşi pentru maşinile cu motor electric sau termic.
 
În fond, avem aceleaşi probleme şi cu calculatoarele de pe birou, tabletele de lângă fotoliu sau telefoanele mobile de sub pernă. Şi totuşi, există o diferenţă colosală faţă de aparatele similare de la bord: calculatoarele de la bord trebuie să funcţioneze la minus 40°C, la plus 40°C, la umiditate maximă sau minimă, rezistând la şocuri provocate de gropi, borduri sau mistreţi. Mai rău: pe birou sau în fotoliu ne hlizim la ecran, punem degetele pe el, ciocănim, tragem în sus, în jos, mărim, micşorăm. O metodă neaplicabilă la bordul unei maşini, unde ochii trebuie să fie la parbriz, pentru a nu demola cu radiatorul tarabele de la piaţa din cartier. Deci, nu putem controla funcţiile dorite decât prin voce şi prin gesturi. Ferească-te Domnul, însă, să strănuţi. Dacă eşti bâlbâit sau ai vreun tremurici, oricum vânzătorul nu-ţi vinde din astea, ce producător de automobile şi-ar asuma o asemenea răspundere?
 
Şi, de fapt, ce vrem să conectăm, cu cine? Vrem să conectăm maşina cu internetul pentru emailuri, facebook, youtube, street view; cu atelierul pentru telediagnoză şi reparaţie de la distanţă; cu stadionul pentru bilete la meci, cu italianul pentru o masă seara; cu alte maşini pentru avertizare de polei, gropi, blocaj; cu toate telefoanele şi tabletele copiilor pe care i-am luat de la şcoală; cu toate sistemele de conducere autonomă la bord: ce e mai frumos decât să-ţi laşi Dusterul în faţa unei parcări imense, arhipline, coborând şi comunicându-i prin telefonul mobil „Azorică, vezi cum faci, ne întâlnim peste o oră, o oră jumate, tot aici!“
 
55 ECUs (Electronic Control Units) – 6000 de funcţii: Porsche Panamera
 
Deci, vrem, nu vrem, tot la electronică ajungem. Ca exemplu, un Porsche Panamera are la bord 55 de unităţi electronice de control, care îndeplinesc nu mai puţin decât 6000 de funcţii!
 
Începând de la acest stadiu, suntem confruntaţi cu o altă situaţie, care tinde să devină dramatică: un nou tip de automobil este actualmente dezvoltat, în general, de toţi marii producători cunoscuţi, în decurs de aproximativ 3 ani, fiind vândut, pe cât posibil, cam 7 ani. În schimb, sistemele şi modulele electronice se reînnoiesc în cicluri mai scurte decât un an, exemplele cele mai edificatoare fiind oferite de iPhone şi Samsung. Tăticul, reprezentant de băieţi deştepţi, adevărat, ceva mai trecut, îşi ia un Mercedes S AMG cu tot dichisul, sperând să poată epata, şi nu numai, secretara aia nu tocmai trecută, ceea ce se şi întâmplă, că dumneaei aia şi aştepta. Trei luni mai târziu, plodul respectivei are privilegiul de a se urca în Mercedesul cu fotolii de piele galbenă, bineînţeles cu tableta şi mobilul propriu, fiind zguduit de o un râs isteric la vederea ecranelor de la bord şi a mobilului din braţul fotoliului. „Tata mare, p-asta când ai luat-o, când erai fecior?“ Problema serioasă este însă că asemenea module electronice stau la baza sistemelor de siguranţă şi de conectivitate descrise. Aşadar, la fiecare 6 luni, alte unităţi electronice de control în cadrul aceleaşi serii de maşină, care trebuie ţinută în producţie 7 ani.
 

Climatizare şi confort

Un sistem de încălzire a habitaclului, fie, mai nou, cu pompă de căldură, fie cu circuit clasic de apă, necesită o sursă de căldură. La automobilele cu motor termic, această sursă este însuşi motorul. Motor care este criticat des, tocmai pentru că 30% până la 40% din căldură generată prin ardere este pierdută prin sistemul de răcire a motorului, în loc să fie transformată şi ea în lucru mecanic, apăsând pistoanele. Aşadar, iarnă, pierderea de căldură a motorului este un câştig de căldură pentru habitaclu. Eficienţa trebuie tratată global!
 
La un automobil cu motor electric, alimentat de baterie, o asemenea sursa de căldură la bord nu există. Deci o creem cu ce avem, adică luăm curent din baterie. Randamentul unei sobe electrice faţă de alte forme de încălzire îl cunoaştem toţi. La minus 20°C afară şi plus 20°C înăuntru, încălzirea reclamă aproape jumătate din capacitatea unei baterii uzuale pentru automobile electrice de serie, ceea ce reduce proporţional raza de acţiune. Există alternative? Un exemplu între picanterie şi măgărie: reprezentaţa oficială a unui cunoscut producător internaţional oferă spre vânzare automobile cu motor electric cu baterie, la care i se face reclamă ca fiind soluţia viitorului, cu poluare zero. Acele automobile sunt echipate şi cu câte un rezervor de benzină, de 5 litri, pentru un sistem de încălzire cu arzător. Practic, putem, în fond, prăji şi cârnaţi cu el, de poluare nu vorbim, ce e aia poluare?
 
Pe de altă parte, sistemele de climatizare au în componenta şi un compresor, care are nevoie de energie, obţinută la maşină electrică, din nou, din baterie, în proporţie de 20-30% din capacitatea acesteia.
 
Confortul, de la fotoliile cu masaj, cu încălzire, climatizare şi ventilaţie, până la oglinzile electrice, încălzite, este realizat, de asemenea, de module similare în automobilele electrice sau neelectrice. Şi, din nou, şi acestea au nevoie de energie electrică.
 

Manevrabilitatea, stabilitatea, suspensia

Acestea sunt funcţii realizate de sisteme mecanice, pneumatice sau hidraulice, în multe cazuri cu acţionare electrică şi comanda electronică. Detalii referitoare la sasiul, transmisia şi suspensia unui automobil şi la dezvoltările actuale ar depăşi cadrul acestei tratări. Important este faptul că funcţiile, deci sistemele respective sunt similare pentru orice tip de automobil, electric sau neelectric. Deci, din nou, volum, greutate, preţ.
Mulţi politicieni au habar de ce au, când au. Periculos este faptul că pot influenţa bunul mers al unei economii, mai ales când aceasta e bazată pe industrii de vârf.

Concluzie

Funcţiile descrise, de la siguranţa activă şi pasivă, conectivitate, încălzire, climatizare şi confort până la manevrabilitate, stabilitate, suspensie sau amortizare sunt absolut identice pentru automobilele electrice şi cele cu motoare termice: acelaşi număr de piese, aceleaşi volume şi greutăţi, aceleaşi preţuri. Acest aspect trebuie subliniat, chiar dacă pare, în fond, firesc. O mulţime de propovăduitori ai propulsiei electrice, care este un lucru bun în sine, vehiculează prin tot felul de conferinţe, mai mult sau mai puţin ştiinţifice, ideea că o maşină electrică are mai puţine piese decât una cu motor din ăla antediluvian cu biele şi manivele, supape, segmenţi şi arculeţe. Deci, devine mai ieftină, mai uşoară, mai compactă. Mare e grădina lui Dumnezeu! Acum câteva zile, mă aflam într-o asemenea grădină, în care, de la o înaltă tribună, un prim ministru vindea castraveţi de acest soi. Ar fi fost nostim dacă acei castraveţi nu ar fi conţinut otrava: respectivul susţinea că prin simplificarea automobilului devenit acum electric se vor pierde o mulţime de locuri de muncă din industria de automobile şi din industriile adiacente, de subsisteme şi module. Deci, oamenii din aceste industrii ar trebui să se reprofileze de pe acum, pe IT, comerţ, turism sau orice altceva, iar companiile mama sau cele adiacente ar trebui să se reprofileze pe smartphones şi tablets.
 
Mulţi politicieni au habar de ce au, când au. Periculos este faptul că pot influenţa, nu numai prin cuvinte, ci şi prin subvenţii alocate sau tăiate, ori prin limite impuse pentru lucruri fără sens, bunul mers al unei economii, mai ales când aceasta e bazată pe industrii de vârf.