Quando nascono i fuoristrada

Nascono nel periodo bellico della seconda guerra mondiale con usi squisitamente militari, per consentire alle truppe di muoversi agevolmente su ogni tipo di terreno. Erano già stati sperimentati durante la prima guerra mondiale, ma è nella seconda che questi tipi di veicoli hanno una vera e propria diffusione su larga scala. Il primo di questi mezzi fuoristrada è l'americana Jeep, un curioso nome che le derivante probabilmente dalla contrazione della definizione inglese: General Purpose Vehicle (ossia: veicolo per uso generale). Può tranquillamente essere considerata come la vera progenitrice dei moderni fuoristrada, la nonna dei nostri 4x4, e di conseguenza anche dei SUV.

La storia del fuoristrada

Ufficialmente la Jeep fa la sua apparizione sul finire del 1939 quando viene introdotta nel parco mezzi della US Army come veicolo militare da trasporto truppe. Allo scoppio della Seconda Guerra Mondiale venne prodotto in enormi qualtità e impiegata su tutti i terreni di battaglia, dal deserto alle montagne delle Ardenne, prendendo parte ad infinite azioni belliche. Visto il suo incredibile successo riscosso sul campo di battaglia, in termini di versatilità e affidabilità, al termine del conflitto l'industria automobilistica americana decise di scommetterci anche per il futuro e la Jeep venne così riconvertita a veicolo per uso civile. Nell'impiego militare fu rimpiazzata da un veicolo all terrain più evoluto e di nuova progettazione realizzato dalla Ford, e prese il nome di Mutt.

Il progetto operativo per dare vita ad un veicolo leggero e dalle funzionalità poliedriche, adatto a tutti i tipi di terreni, era nato in realtà alla fine degli anni '40 per dare attuazione a una precisa specifica dell'Esercito americano. Il primo modello fu progettato da un ingengnere della Bantam, tale Karl K.Probst, ritenuto a ragione il padre del fuoristrada. La prima serie messa in cantiere da questa azienda comprendeva una settantina di esemplari, per lo più modificati a varie riprese su specifiche tecniche imposte man mano della US Army. Alla fine del 1940 anche la concorrente Willys aveva creato un prototipo di veicolo fuoristrada seguendo sempre le specifiche di quella richiesta avanzata dall'Esercito; esso prese in nome di Quad.

Con il passare del tempo e il progredire dei test entrambi i veicoli vennero ampiamente modificati rispetto al progetto originale e furono ordinati in 1500 esemplari ciascuno. Nello stesso tempo anche il gigante automobilistico Ford aveva deciso di scendere in gara e modificò un precedente progetto adattandolo sulla base delle specifiche militari, ma facendo soprattutto tesoro dall'esperienza maturata nel frattempo dagli altri due produttori. Produsse quindi 1500 esemplari del suo veicolo. Si andò quindi ai test comparativi compiuti dall'Esercito ed essi decretarono la vittoria della Willys sui suoi concorrenti; sembra che il suo motore si fosse rivelato migliore in assoluto. Il veicolo vincitore venne chiamato Willys MB e passò così alla storia come il primo fuoristrada. Nel 1942 la Ford ne iniziò una produzione su licenza Willys.

Per avere un'idea del grande successo di questo veicolo basti pensare che alla fine della Seconda Guerra Mondiale ne erano stati prodotti 639.245 esemplari; di essi 361.349 uscivano dalle officine Willys e 277.896 dalle catene di montaggio della Ford.

Cos'è un fuoristrada

Tecnicamente parlando si definisce “fuoristrada” un veicolo stradale a motore che viene progettualmente dotato di alcune particolari soluzioni tecniche in grado di renderlo adatto a percorrere terreni altrimenti inaccessibili ai normali veicoli. Un fuoristrada è quindi studiato e progettato per muoversi più facilmente su terreni accidentati, caratterizzati da forte pendenza, ma soprattutto con fondo che offre scarsa o minima aderenza, come fango e ghiaia.

Nato quale veicolo militare, come abbiamo avuto modo di vedere nel capitolo dedicato alla storia della Jeep, il fuoristrada è divenuto nel dopo guerra un veicolo da lavoro, duro e spartano, privo di qualsiasi genere di comfort, destinato solo ed esclusivamente a coloro i quali ne avevano reale esigenza per motivi lavorativi. Fino agli anni '70 era diffuso soprattutto nelle nazioni africane e asiatiche caratterizzate da reti stradali sconnesse e labili, nei paesi con ampie estensioni di terreni argicoli, e ovunque mancassero vere strade asfaltate.

Pochi i modelli e minime le prestazioni: si trattava di veicoli lenti e rumorosi, privi di un minimo di styling e comfort, ma dalle prestazioni davvero interessanti. Regina incontrastata la britannica Land Rover, seguita dalle americane Jeep, dalla più che dignitosa campagnola FIAT e dalle emergenti (all'epoca) Toyota e altre giapponesi. Fuori gara la mostruosa UAZ di produzione sovietica, dalla tenuta di strada praticamente assente, e la piccola Lada, prodotti entrambi dal sogno autarchico del comunismo.
Esplode la moda del fuoristrada

Negli anni '80, sulla scia di un certo modo di vivere e vedere le cose che fa un po' riferimento, almeno in Italia, al mito degli yuppies e della “Milano da bere” ecco le mitiche fuoristrada, eredi della Jeep, diventare vittime di generazioni di figli di papà annoiati, di impiegati dal soldo facile, di nuovi ricchi in cerca di qualcosa che potesse mostrare meglio la loro nuova ricchezza. Dai campi e della montagne le povere fuoristrada vengono deportate in città, il terreno per loro meno adeguato.

Sono veicoli enormi, poco maneggevoli, fumosi, scomodi, ma forse proprio per questa fanno tendenza: innegabile il fatto che si notino poiché spiccano sopra i tettucci delle altre auto, nuovo simbolo di potere visuale per gli arroganti di città. Portarli la domenica mattina davanti al bar o il sabato sera all'ingresso della discoteca è il nuovo status symbol, meglio se infangate: fanno molto uomo vissuto e avventuroso. Poco importa se il fango sia quello del campo dietro la zona industriale dove ci si è impantanati la sera prima!

Le case automobilistiche colgono la palla al balzo e iniziano a produrre veicoli derivati dai classici fuoristrada, rendendoli sempre più vettura comoda e lussuosa. Non viene però tradita, almeno in questa fase, l'essenza del 4x4 e i veicoli, seppur addolciti in termini di interni e linea, mantengono le prerogative meccaniche che ne hanno fatto il mito dell all-terrain.

Nasce il SUV

A metà anni '90 il mercato ha una seconda sterzata e le case automobilistiche, sull'esempio di quanto accade in USA, inventano il SUV, lo Sport Utility Vehicle. Ossia un incredibile ibrido partorito dalla fantasia dei progettisti e dalla flessibilità del mercato, in grado di assorbire i desideri della gente e tramutarli in oggetti di consumo. Su questa scia nei primi anni 2000 nascono veicoli come la Mercedes ML, la BMW X5 e via dicendo. Questi modelli, come le loro recenti evoluzioni, appartengono ormai pienamente alla nuova categoria motoristica dei SUV e hanno perso quasi totalmente le prerogative tipiche del vero fuoristrada, fatte salve la trazione integrale, che è però dispondibile ormai anche su un gran numero di vetture totalmente stradali e di altra categoria, e le dimensioni. Per il resto sono solo enormi vetture di extra lusso.

L'ultima infornata di novità prodotte dopo il 2005 ha orientato ancora di più il mercato verso il segmento SUV ampliando a dismisura i modelli disponibili e riducendo di fatto quelli che possono ancora essere catalogati come fuoristrada. Questa tornata commerciale ha spostato nella fascia SUV parecchi modelli che erano da anni nella categoria off-road.

Le caratteristiche tecniche di un fuoristrada.

Ossia: cosa fa di un fuoristrada...un fuoristrada!
Per definire fuoristrada una vettura, essa deve necessariamente possedere più che caratteristiche tecniche, vere e proprie capacità operative. Mi spiego: non necessariamente le quattro ruote motrici rendono adatta al fango una vettura, così come non necessariamente la mole e le dimensioni fanno di un SUV un fuoristrada. Si potrebbe affermare che il vero fuoristrada è quello che riesce a cavaresela su ogni terreno. Molti credono che l'aspetto e le prerogative meccaniche bastino a fare di un mezzo un fuoristrada, così come tanti acquistano un SUV pensando di aver colto con una fava due piccioni, ossia le prestazioni/comfort e la capacità all-terrain, ma le cose stanno ben diversamente e lo potete chiedere a tutti i proprietari di SUV rimasti impantanati nel fango, nella sabbia o nella neve.

Comunque, da un punto di vista squisitamente tecnico, le principali caratteristiche meccaniche e costruttive che accomunano la maggior parte dei veri fuoristrada, distinguendoli dalle comuni vetture, sono:

La trazione: due o quattro ruote motrici.

Nei fuoristrada la trazione è integrale, di tipo permanente oppure inseribile a comando, poiché permette una migliore trazione su fondi poco aderenti o sdrucciolevoli, come terreni innevati, ghiacciati o fangosi. Dal punto di vista meccanico la trazione integrale è definita come “la ripartizione della coppia motrice di un veicolo a motore effettuata su tutte le ruote di cui esso è dotato”. Nel caso di veicoli a quattro ruote come le auto, in presenza di trazione integrale essi vengono detti in gergo 4x4, o indicati con la sigla inglese 4WD (four-wheel drive=quattro ruote motrici). Solitamente la trazione integrale viene usata per agevolare la percorrenza di terreni sconnessi, con forte pendenza o caratterizzati da una ridotta aderenza come potrebbe essere una pista fangosa o una strada innevata.

A seconda del modello e della sua filosofia costruttiva, ma anche del tipo di uso per il quale è previsto, la trazione integrale può essere inseribile o permanente. Alcuni modelli come le Land Rover hanno la trazione integrale permanente, e la potenza viene sempre ripartita su tutte le ruote del veicolo. Altri, come le giapponesi, danno la possilibità di scegliere se viaggiare con la solo trazione posteriore (oppure anteriore a seconda del modello) in maniera da consumare meno su percorsi puramente stradali, inserendo poi la trazione integrale solo in caso di vera necessità.

L'inserimento della trazione integrale avviene grazie all'attivazione del differenziale centrale e può essere fatto, a seconda del modello di vettura e della sua tecnologia, in vari modi. Nei modelli più vecchi il guidatore usa un comando meccanico (di solito è una seconda leva del cambio), in quelli più recenti si serve di un comodo pulsante che mette in azione a sua volta comandi elettrico-meccanici o elettro-idraulici. Il passaggio dalle due alle quattro ruote motrici può anche essere deciso direttamente dall'elettronica di bordo, come accade nei modelli dell'ultima generazione. È infatti la perdita di aderenza delle due ruote che normalmente sono in presa per via della trazione, segnalata al computer centrale da appositi sensori, che fa decidere alla centralina di comandare l'inserimento della trazione su tutte e quattro le ruote. L'inserimento, e relativo disinserimento della trazione integrale, nei modelli più vecchi doveva essere fatto da fermo. Nei veicoli più moderni può essere fatto in movimento a patto di restare al di sotto di una determinata soglia di velocità.

Il differenziale.

Nei veicoli a motore, come automobili, camion e fuoristrada, il differenziale è un organo meccanico di grande importanza per la stabilità e la maneggevolezza, poiché a lui spetta il compito di distribuire equamente quello che i tecnici chiamano “momento torcente”, presente tra le due ruote motrici anche se queste ruotano a velocità diversa. Inutile scendere nei dettagli tecnici riservati a ingegneri meccanici e fisici; basti sapere che il differenziale serve a modulare la distribuzione della potenza tra le due ruote, soprattutto quando si curva, per agevolare marcia e manovrabilità. Per fare un esempio, i kart non hanno differenziali e quindi il “momento torcente” risulta applicato in maniera sempre uguale alle due ruote motrici, che sono infatti bullonate all'asse, e ruotano sempre alla stessa velocità.

Se questa scelta tecnica non presenta problemi su percorsi rettilinei, quando si deve fare una curva il problema si manifesta e svela il bisogno del differenziale: la ruota esterna dovrebbe infatti ruotare più veloce rispetto a quella interna perchè è chiamata a percorrere una traiettoria curva più lunga rispetto all'altra. Mancando il differenziale, questa variazione di velocità non avviene e una delle due ruote (o a volte tutte e due!) finiscono per slittare sulla strada. Questo consuma le gomme e tende a far proseguire dritto il mezzo mancando di fatto la curva, cioè l'auto tira verso l'esterno e non ne vuole sapere di curvare. Con il differenziale che abbiamo sulle nostre auto è tutta un'altra cosa!
Ma nel caso una delle due ruote motrici resti impantanata nel fango ecco che il differenziale diventa nostro nemico. Per via del suo principio fisico di funzionamento, tenderà infatti scaricare tutta la potenza proprio sulla ruota impantanata, lasciandoci così bloccati.
Anche per questa ragione i fuoristrada hanno le quattro ruote motrici, per fornire cioè un maggior numero di ruote in grado di tirare; seppure una coppia di ruote dovesse essere fuori uso per via del problema di cui sopra, ecco che avremo comunque l'altra. Naturalmente questo discorso vale se abbiamo la possibilità di intervenire sul differenziale centrale. Altrimenti, per lo stesso principio che blocca la prima coppia di ruote, ecco che il differenziale centrale tenderebbe a scaricare sulla coppia di ruote in difficoltà tutta la potenza, togliendola a quella che invece potrebbe fare presa. Esiste nei fuoristrada la possibilità di bloccare i differenziali. Solitamente si tratta del differenziale centrale, che viene comandato da un sistema a leva posto accanto al cambio.

Ovviamente con il differenziale centrale bloccato si guida discretamente bene in rettilineo, ma nelle curve ci vogliono cautela e velocità ridottissima. Alcuni fuoristrada hanno la possibilità di bloccare anche i differenziali anteriore e/o posteriore, una peculiarità che si rivela molto efficace per tirarsi fuori da situazioni estreme. Questa possibilità di blocco può essere anche aggiunta in un secondo tempo installando speciali differenziali bloccabili con sistema pneumatico, ma sono soluzioni costose e necessarie solo se si fa fuoristrada veramente estremo.

Altezza da terra

I fuoristrada hanno una maggiore altezza della carrozzeria da terra rispetto ad un normale veicolo e questo si rende necessario per poter superare più agevolmente gli ostacoli, oltre a ridurre le possibilità di contatto con le asperità e le sporgenze del terreno accidentato. Due sono le altezze da terra di cui bisogna tenere conto: quella del differenziale e quella della carrozzeria.

L'altezza del differenziale da terra influisce sulla possibilità di percorrere terreni con asperità sporgenti: più si è alti e meno si rischia di toccare pietre sporgenti o altri ostacoli che dovesse sbucare dal terreno. Naturalmente i differenziali possono essere protetti con appositi gusci metallici rinforzati, ma è ovvio che l'altezza effettiva rappresenta un limite da tenere presente. Essa può essere leggermente aumentata facendo ricorso a pneumatici più alti, compatibilmente con la lista di quelli che possono essere legalmente montati su quel modello (lista scritta sul iibretto di circolazione).

L'altezza della carrozzeria da terra è invece importante per superare gli ostacoli e i guadi. La carrozzeria poggia in definitiva sul resto grazie a un sistema di molle e ammortizzatori; più essi sono alti, più la vettura si solleva da terra. Quando si deve guadare un fiume è proprio questa altezza ad essere importante per stabilire quanta profondità si possa affrontare senza riempire l'auto d'acqua (fermo restando ovviamente che motore e sistemi meccanici devono essere stagni, e che le prese d'aria devono avere captazioni alte e sfiati). Altro elemento sul quale influisce fortemente l'altezza della carrozzeria da terra è la capacità di affrontare ostacoli come fossati o dossi.

Più la carrozzeria è alta maggiore è l'angolo di attacco del veicolo. Solitamente tutti i fuoristrada sono già abbastanza alti da terra, ma se non dovesse bastare si possono sostituire ammortizzatori e molle con altri più alti, e addirittura aggiungere spessori per aumentare maggiormente l'altezza. Naturalmente ogni cosa ha il suo rovescio della medaglia; alzare la carrozzeria da terra diminuisce la stabilità del fuoristrada in marcia e aumenta il beccheggio in viaggio.

Carrozzeria

La carrozzeria dei fuoristrada è fatta in maniera diversa da quella delle vettura. Mentre queste ultime hanno una scocca portante rinforzata, detta cellula, rivestita poi dai pannelli della carrozzeria, i fuoristrada seri hanno un telaio in traverse metalliche che regge motore, cambio, differenziali e ruote, e su di essa poggia la carrozzeria mediante molle e ammortizzatori. Si tratta di una soluzione di grande robustezza, in grado di garantire maggiore durata e migliori prestazioni in fuoristrada. In caso di incidente però ha i suoi contro. Se un fuoristrada potrebbe cavarsela meglio nell'urto contro una normale vettura, proprio per via della sua struttura a telaio, in caso di urto contro un'ostacolo fisso come un albero la situazione sarebbe diversa, e la mancanza di una cellula deformabile ad assorbimento progressivo come esiste nelle auto renderebbe l'impatto più duro con ripercussioni dolorose e pericolose sui passegeri.

Angoli tecnici

Il discorso degli angoli tecnici (nulla a che fare con gli spigoli della carrozzeria, ovviamente) è assai importante per un fuoristrada e si collega per certi versi all'altezza da terra della carrozzeria e alla sua conformazione. Tre sono i parametri funzionali di un fuoristrada detti angoli: il primo è l'angolo di attacco, dato dall'ampiezza dello sbalzo anteriore. Esso viene calcolato in base della misura di quanto sporgono frontalmente il paraurti e la carrozzeria rispetto alla ruota e alla loro altezza da terra. Questo parametro è importante nel caso ci sia da salire su un pendio o superare un dosso di terra. Se dal piano con inclinazione zero della strada si giunge improvvisamente davanti a un pendio, come potrebbe essere appunto un dosso di terra, la gomma deve poterlo toccare prima di ogni altra parte del fuoristrada. Solo così può iniziare a salirvi sollevando progressivamente il muso della vettura.

Se avvicinandosi al dosso il paraurti tocca per primo il dosso, la vettura si punta e non riusciremo mai ad arrivare con la ruota. Questo vuol dire che l'angolo di attacco del nostro fuoristrada è troppo basso per quel pendio. Se potessimo sollevare la carrozzeria da terra o arretrare il paraurti ecco che riusciremo ad avanzare quel tanto da far arrivare la gomma sul dosso e iniziare a salirvi. L'angolo di uscita funziona grossomodo allo stesso modo, solo che non si riferisce più al frontale della vettura, bensi al retro, e dipende dalla misura dello sbalzo posteriore.

L'angolo di rampa è dato invece dalla distanza tra gli assi e dall'altezza dell'albero di trasmissione. Da esso dipende la capacità del fuoristrada di superare le cosiddette “schiene d'asino” ossia la parte tondeggiante centrale e sommitale di un dosso. Più gli assi sono lontani tra loro maggiore è il rischio che, una volta saliti in cima al dosso, si resti bloccati perchè il differenziale centrale andrà a toccare sul vertice del dosso. Più gli assi sono ravvicinati maggiore è la capacità del nostro fuoristrada di cavarsela in certe situazioni. Questo valore va conosciuto molto bene, ma non tanto nel suo dato numerico, bensì negli effetti pratici. Potrebbe essere infatti imbarazzante superare un dosso e scoprire solo una volta arrivati in cima che il nostro angolo di rampa è insufficiente dal fatto che si è rimasti bloccati.

Prese d'aria o snorkel

Questo discorso non vale per tutti i fuoristrada, almeno nei modelli di serie, ma generalmente molti di essi adottano comunque soluzioni migliorative in questo senso. Parliamo della presenza di prese d'aria protette per la captazione dell'aria necessaria all'alimentazione del motore, dette tecnicamente snorkel, e di una serie di accorgimenti volti a proteggere l'impianto elettrico dall'acqua. Ci sono poi una serie di protezioni ulteriori poste sulla carrozzeria per essere equipaggiati in maniera tale da evitare l'ingresso dell'acqua durante un guado che dovesse portare l'acqua al di sopra del livello di base degli sportelli.

Pneumatici adeguati

I pneumatici dei fuoristrada devono essere adatti allo scopo. Solitamente hanno una scolpitura più pronunciata ed articolata per migliorare al massimo la presa delle gomme su fondi viscidi o friabili. I pneumatici hanno una importanza fondamentale per un fuoristrada, molto più di quanto tanti pensino. Ogni terreno in realtà vorrebbe la sua gomma, con la sua larghezza e con il suo disegno. Naturalmente sono pochi quelli che useranno il fuoristrada solo e sempre su un terreno, per cui sono spesso necessarie soluzioni intermedie e all-terrain. Chi usa il fuoristrada spesso su strade asfaltate dovrebbe prima chiedersi perchè mai ha comprato un fuoristrada piuttosto che una station wagon, e poi montare gomme prevalentemete stradali, con tassellatura minima e scolpitura adatta alla strada e adeguata alla pioggia.

Sul bagnato il fuoristrada non è una normale utilitaria, e richiede attenzione maggiore, soprattutto se è un trazione posteriore con le quattro inseribili: fondamentale avere buone gomme adatte alla pioggia. Sul fango e sulla neve sono consigliabili gomme strette e tassellate, mentre sulla sabbia vanno meglio gomme larghe con ampia superficie d'appoggio. Esistono gomme speciali per terreni rocciosi o molto fangosi, ma sono appunto gomme speciali, che nell'uso normale garantiscono prestazioni assai ridotte. Alcune gomme di questo genere, ad esempio, hanno forte presa sul terreno durante la marcia avanti, ma alcuna presa in caso di marcia indietro; e per marcia indietro si intende anche un eventuale scivolamento indietro verso valle! Altre hanno tenuta laterale assia scarsa, e questo può rilevarsi pericolo in caso di passaggi su pendii inclinati.

Cambio con marce ridotte

Il cambio dei fuoristrada è dotato di uno speciale riduttore dei rapporti, detto appunto delle “marce ridotte” che agevola il superare di forti pendenze, sia in salita che in discesa. In pratica si tratta di una ulteriore riduzione meccanica imposta al cambio normale, che fa in maniera da ridurre ulteriormente i rapporti delle marce. Esempio banale. Se un prima a 2000 giri si fanno i 30 all'ora, inserendo le ridotte in prima a 2000 giri si fanno i 10 all'ora. Tutti i tecnici staranno già rabbrividendo, ma credo che l'esempio per raccapricciante che sia chiarisca anche ai meno esperti l'effetto che si ottiene inserendo le ridotte.

Queste marce si inseriscono mediante una leva posta accanto al cambio e solitamente si tratta di una operazione che va fatta da fermi. Le ridotte sono molto importanti nel caso di ripide salite, come è facile intuire, ma sopratutto in caso di discese altrettanto impegnative. Le ridotte permettono infatti un efficace ricorso al freno motore, che mantiene costante la velocità di discesa senza surriscaldare i freni. Le ridotte si utilizzano anche sui terreni poco aderenti per dare maggiore morbidità alla presa delle ruote.

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