Gli uomini da secoli si sono serviti di carri e di carrozze trainate da cavalli per il trasporto su strada. Con la comparsa dei primi motori a vapore si incominciò a pensare di costruire un veicolo, che potesse essere in grado di sostituire la forza animale e capace di muoversi con i mezzi propri. L’idea era di montare su una carrozza il nuovo motore, che mettesse in movimento le ruote anteriori e posteriori.
Dopo la realizzazione del mezzo azionato a vapore, ideato dall’ ingegnere militare francese Cugnot nel 1771, anche in Italia furono effettuati studi e fruttuosi esperimenti nel campo dell’autotrazione.
Un contributo significativo fu dato da Virginio Bordino ufficiale dell’esercito sardo che nel 1854 costruì alcuni prototipi azionati da motore a vapore. Bordino fu il primo italiano a realizzare un veicolo a vapore circolante su strada.
Il capitano del genio si recò a Londra per studiare ingegneria meccanica, per la realizzazione di mezzi ad uso militare per l’esercito sardo. Di ritorno da questo viaggio si mise subito all’opera ,realizzando una vaporiera della quale, tuttavia, non è rimasta alcuna traccia. Dopo ripetute prove, servendosi di elementi della precedente realizzazione, il capitano Bordino costruì un calesse con tre ruote, andato, però perduto come il primo. Bordino non si arrese e si dedicò alla più importante delle sue creazioni, ossia un’enorme carrozza che portava sotto la scocca un motore a vapore a due cilindri, che veniva alimentato da una caldaia e un bruciatore, che si trovavano sul retro. Sotto i sedili vennero sistemati quattro serbatoi per l’acqua. Questo mezzo di circa 3000 Kg aveva un’autonomia di circa due ore, con un consumo di quasi 60 Kg. di carbone e raggiungeva i 6/8 Km orari.
Questo esemplare è conservato nel Museo dell’automobile Biscaretti di Torino.
Nonostante il grosso passo avanti fatto nell’autotrazione, il motore a vapore, tuttavia,presentava troppi limiti. Per metterlo in moto occorreva accendere il carbone nel focolare e aspettare che l’acqua bollisse nella caldaia, poi bisognava regolare l’afflusso del vapore nel cilindro e, infine, manovrare un veicolo molto pesante.
Era necessario creare un veicolo rapido ed economico, che si servisse di un nuovo sistema di propulsione, capace di rendere meno ingombrante e più facile da condurre il mezzo meccanico, che si voleva diffondere e rendere popolare.
Grazie al contributo di numerosi studiosi, che in varie parti dell’Europa, effettuavano ricerche ed esperimenti l’era del motore a scoppio si stava velocemente avvicinando.

Un significativo contributo nel settore dei trasporti fu dato da due brillanti menti italiane: quella di padre Eugenio Barsanti e dell’ingegnere idraulico Felice Matteucci, che nel 1856 misero insieme le loro competenze in campo tecnico-scientifico, realizzando un motore a combustione interna.

Il progetto nacque dall’idea che Barsanti aveva avuto sulla possibilità di ottenere un lavoro dall’esplosione di una miscela.

L’idea era venuta a Padre Barsanti qualche tempo prima, quando insegnava fisica e matematica nel collegio S. Michele a Volterra, mentre effettuava un esperimento con i suoi allievi con un barattolo che riproduceva la pistola di Volta di recente invenzione. Un giorno si presentò in classe con un cilindro di ottone con un lungo collo, chiuso da un tappo e attraversato da due asticciole metalliche isolate. Padre Barsanti riempì il cilindro con una miscela di alcool e lo chiuse con il tappo di sughero. Inviò, cosi, corrente alle asticciole, provocando l’accensione della miscela, che esplose facendo saltare il tappo del cilindro.

Padre Barsanti spiegò ai suoi allievi che la scintilla scoccata all’interno del cilindro aveva incendiato la miscela di gas, che aumentando il volume aveva prodotto lo scoppio, facendo saltare il tappo.

Grazie a questo esperimento Padre Barsanti constatò che l’energia dell’esplosione del miscuglio gassoso, si era trasformata in una forza e intuì che tale forza poteva essere utilizzata per una macchina a moto continuo.

La possibilità di avviare degli esperimenti sulla base delle sue intuizioni fu offerta a Barsanti quando, trasferitosi a Firenze, conobbe l’ingegnere idraulico Felice Matteucci con il quale ebbe modo di confrontarsi, trovando un solido aiuto per le sue ricerche.

Barsanti e Matteucci cominciarono, così, i loro esperimenti, servendosi di un cilindro in ghisa, munito di pistone e di valvole.

All’interno di questo cilindro venne introdotta una miscela di aria e idrogeno, che veniva incendiata da una scintilla elettrica.

Da questo tipo di esperimento i due inventori constararono, che la forza prodotta dall’esplosione dava una forte spinta allo stantuffo, che arrivava a fine corsa.

Quando poi lo stantuffo arrivava a fine corsa ritornava spontaneamente e velocemente indietro.

Dedussero, quindi, che ciò avveniva per l’espulsione dei gas, che producevano un vuoto e conclusero che era la pressione atmosferica a far si che il pistone tornasse indietro.

Barsanti e Matteucci avevano, così, realizzato un motore verticale a stantuffo libero in cui, all’interno della camera di combustione, una scintilla elettrica provocava lo scoppio della miscela di aria e gas illuminante, che proiettava il pistone in aria. Lo stantuffo, poi, ridiscendeva con un movimento controllato da uno speciale dispositivo a dentiera.

Attraverso questi procedimenti, si compiva la cosiddetta corsa motrice.

I due inventori, soddisfatti del loro lavoro, decisero di depositare il loro primo brevetto nel 1854.

Padre Eugenio Barsanti e l’ingegnere Felice Matteucci diedero incarico alle officine Bemini di Firenze per la costruzione del loro motore, che nacque il 19 settembre del 1860.

Con la realizzazione del motore a combustione interna di Barsanti e Matteucci incomincia una nuova era.

Da questo momento in poi, infatti, le ricerche effettuate e gli esperimenti compiuti, furono tutti rivolti a migliorare e perfezionare questo nuovo e rivoluzionario motore.

Beau de Rochas

Un notevole e significativo passo avanti nell’evoluzione e nella definizione del motore a combustione interna fu dato dall’inventore francese Beau de Rochas , che nel 1860 ideò il ciclo a quattro tempi.
E’ necessario ricordare che fino a quel momento i motori a combustione interna realizzati avevano previsto l’ accensione della miscela dall’esterno ( vedi motore Barsanti e Matteucci), Beau de Rochas, invece, con le sue ricerche sperimentò l’accensione della miscela all’interno del cilindro, per compressione.
L’inventore francese ,in questo modo, realizzò il ciclo a quattro tempi, secondo il quale in quattro corse del pistone, all’ interno del cilindro, si dovevano effettuare le seguenti operazioni:

I corsa: aspirazione della miscela;
II corsa: compressione;
III corsa : accensione al punto morto e successiva espansione dei prodotti di combustione(scoppio);
IV corsa: scarico dei gas combusti.
De Rochas decise di brevettare la sua idea nel 1862, ma, purtroppo non costruì nessun veicolo per verificare l’efficacia della sua invenzione ,lasciando il compito e, sicuramente, il merito ad altri che vennero dopo di lui.
Ripresa da altri , infatti, l’idea di de Rochas risultò essere vincente tanto che , ancora oggi tale ciclo di funzionamento è usato nei motori a quattro tempi .

In questo nostro cammino nella storia dell’auto, incontriamo un altro italiano, che con i suoi studi diede un notevole contributo alla realizzazione dell’automobile, cosi come la vediamo noi oggi. Si tratta del professore Enrico Bernardi, che nel 1884 fu il primo a sperimentare il motore a combustione interna sfruttando come combustibile, la benzina, un derivato del petrolio .
Egli fu artefice anche di tante altre scoperte nel campo dell’autotrazione, che gli permisero di realizzare un motore con delle caratteristiche, che anticipavano i tempi delle automobili moderne.
Dopo anni passati a studiare il motore, il professore Bernardi realizzò un motore alternativo di tipo atmosferico,che non prevedeva la fase di compressione e in cui le tre fasi di aspirazione, scoppio e scarico venivano effettuate in due corse del pistone, in un solo giro dell’albero a manovella e la distribuzione avveniva con valvole a cassetto.
Il funzionamento di questo motore iniziava con la prima fase di aspirazione, quando il pistone allontanandosi dal PMS( punto morto superiore) creava una depressione nel cilindro, che aspirava la miscela aria- benzina fino a metà corsa.
Nella seconda fase a metà corsa la carica esplosiva aspirata veniva accesa dalla fiamma attraverso la bocca d’ accensione provocandone, cosi, lo scoppio e la spinta del pistone verso il PMI(punto morto inferiore)
Nella terza fase detta scarico il pistone espelleva, nella corsa di ritorno i gas inerti.
Nel motore sperimentato e poi realizzato da Bernardi il carburatore ne era parte integrante, facendone da supporto di base.
IL professore Bernardi chiamò la sua invenzione “motrice Pia” dal nome di sua figlia.
La “motrice Pia” aveva un alesaggio di 44 mm. ed una corsa di 80,5 mm. pari ad una cilindrata di 122,402 cc a 200 giri al minuto con 0,024 CV.
Bernardi decise di applicare questo motore sul triciclo giocattolo del figlio Lauro che fu, cosi, il primo veicolo semovente al mondo con motore a benzina.
Il professore continuò i suoi esperimenti e nel 1885 realizzò un motore a quattro tempi ,chiamato”Lauro” dal nome di suo figlio. Si trattava di un monocilindrico orizzontale con alesaggio a corsa di 85X110 mm. pari alla cilindrata di 624,195 cc con una potenza di 2,5 HP a 800 giri al minuto, con distribuzione a valvole in testa , comandata da un’ asta con bilanciere doppio e valvola d’ aspirazione ad alzata variabile.
L’accensione veniva provocata da un accenditore a rete di platino, che aveva la proprietà catalitica di arroventarsi in presenza dell’idrogeno contenuto nella miscela carburata. Per la messa in moto veniva utilizzata una peretta di gomma ,per attivare il flusso della miscela prima dell’effetto pompante del pistone.
Il raffreddamento era a liquido con radiatore a tubetti e circolazione attivata dai gas di scarico.
Bernardi ebbe anche l’idea geniale di dotare il motore di una lubrificazione automatica, grazie alla quale tutti i congegni presenti nel motore venivano lubrificati da un distributore rotativo d’olio .
In questo motore fu introdotto anche un filtro per la benzina e uno per pulire l’aria, un silenziatore scarico ed un regolatore centrifugo della velocità di rotazione.
Si deve a Bernardi anche l’ invenzione della frizione e del cambio con le marce e la retromarcia .
Per le sue caratteristiche il motore “Lauro” è sicuramente il più vicino alla realizzazione pratica del ciclo termico a volume costante con elevato rendimento e contenuto consumo di benzina, paragonabile a quello dei motori odierni.
Il professore Bernardi mise insieme tutte le sue invenzioni e nel 1894 costruì una vettura a tre ruote, che è la prima automobile italiana con motore a combustione interna. Questa vettura è oggi conservata al Museo delle Macchine dell’Università di Padova, presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica. Sembra che in 10 anni questo esemplare abbia percorso 60.000 Km.
Nel 1892 Enrico Bernardi conobbe Giovanni Agnelli , che sette anni più tardi fonderà la FIAT.
Nel 1896 il professore decise di fondare a Padova la società “Miari e Giusti” per la costruzione delle auto e dei motori Bernardi. Nel 1899 a questa società subentrò la “Società italiana Bernardi”, che produceva vetture a tre e quattro ruote. Nel 1900, tuttavia, la società fallì e venne posta in liquidazione.
Da tutto quanto detto si può sicuramente affermare che Enrico Bernardi, con tutte le sue brillanti scoperte, contribuì significativamente alla definizione dell’automobile, che dalla sua comparsa ha incuriosito e affascinato l’uomo.
Il professore era dotato di grande ingegno e spiccato intuito, grazie ai quali, senza forse nemmeno rendersene conto, contribuì alla realizzazione di un motore, capace davvero di poter essere applicato ad un mezzo per il trasporto di persone e merci, che avrebbe avuto un futuro, senza che i suoi restassero solo degli esperimenti.
Ma forse come tutte le persone geniali rimaneva una persona schiva e riservata, che sicuramente gioì delle sue brillanti scoperte, ma che mancava sicuramente di quelle doti pratiche e, diremo oggi imprenditoriali, che gli avrebbero permesso di sfruttare la sua invenzione non solo per arricchirsi, ma ,soprattutto per passare alla storia come , in realtà è, il primo che abbia realizzato una vettura con motore a combustione interna. La storia, infatti, ci dice che da qui a breve altri personaggi diedero il via, un po’ in tutta Europa, ad una fiorente e duratura produzione industriale di autovetture con motore a combustione interna.

Gottlieb Daimler

Motorkutsche -Agosto 1886

Un personaggio che diede la svolta per la realizzazione di una vettura dotata di motore a combustione interna con ciclo a quattro tempi fu Gottlieb Daimler.
La storia ci ha fatto conoscere l’impegno di tante menti geniali, che per decenni avevano studiato e fatto ricerche per trovare il modo di rendere più comodi e veloci gli spostamenti. Daimler, dotato di un temperamento forte e di una mente geniale e intuitiva,dopo aver studiato a lungo i meccanismi del motore a combustione interna dovette chiedersi perché aspettare ancora prima di decidersi a montare un motore su una carrozza. Così nell’autunno del 1886 Gottlieb Daimler, realizzò una vettura a quattro ruote dotata di motore a combustione interna.
Dopo diverse esperienze lavorative compiute in Francia, Inghilterra, che gli permisero di acquisire nozioni pratiche sulla costruzione di macchinari, Daimler, nel 1872, entrò nella ditta di Otto e Langen, che con i loro studi erano arrivati a realizzare il motore a quattro tempi.
Nella ditta di Otto e Langen, Daimler ebbe modo di conoscere il principio di questo motore, continuando a studiarlo, aiutato anche da Wilhelm Maybach, conosciuto tempo prima in una precedente esperienza lavorativa nel 1862, con il quale aveva instaurato una profonda e duratura amicizia e collaborazione.
Nel 1882, tuttavia, in seguito a contrasti con Otto, Daimler e Maybach decisero di lasciare la ditta.
Daimler acquistò, così, una villa nei pressi di Stoccarda, nel giardino della quale si trovava una serra, che decise di trasformare in un’ officina sperimentale. Proprio qui, Daimler, aiutato dal fido collaboratore Maybach, continuò le sue ricerche, non solo per migliorare il motore a quattro tempi, che a causa di un complesso meccanismo non permetteva di raggiungere regimi elevati, ma anche per installarlo su una carrozza, utilizzando la benzina come carburante esclusivo.
Continuarono, così, le ricerche e gli esperimenti e dopo numerosi tentativi, Daimler riuscì a brevettare un motore privo di raffreddamento, dotato di isolamento termico, con un sistema di accensione a candeletta incandescente non comandato.
Alla fine del 1883 partì, finalmente, il primo motore sperimentale , capace di raggiungere 600 giri al minuto, superando così tutti gli altri motori già noti, che allora arrivavano al massimo a 120-180 giri.
Daimler e Maybach continuarono a studiare il motore per renderlo sempre più efficiente e nel 1884 ne realizzarono una nuova versione, che per il suo aspetto venne soprannominato “la pendola”.
Questo nuovo motore aveva una potenza di circa 1CV a 600 giri e questa struttura, concepita per risparmiare peso e spazio, poteva essere installata su un veicolo.
Nella primavera del 1886,così, Daimler ordinò alla ditta W. Wimpff & Sohn una carrozza. La vettura venne consegnata il 28 agosto . La Motorkutsche , che in tedesco significa carrozza a motore, consisteva in una carrozza a quattro posti equipaggiata da un motore a scoppio
Il motore, era stato progettato direttamente da Daimler con la collaborazione di Maybach, che ne supervisionava anche l’assemblaggio. Esso consisteva in un monocilindrico verticale con misure di alesaggio e corsa pari a 70×120 mm, per una cilindrata di 462 cc ed era sistemato posteriormente, poco prima dell’asse posteriore, ed erogava inizialmente una potenza massima di 1.1 CV a 650 giri/min. La distribuzione era di tipo misto, cioè possedeva una valvola di aspirazione in testa e una di scarico laterale. L’alimentazione si avvaleva invece di un carburatore a lambimento. L’accensione era ottenuta tramite un tubo incandescente che attraversava la camera di scoppio e veniva mantenuto sempre in temperatura da un bruciatore esterno.
La trasmissione avveniva tramite un contralbero che dal motore trasmetteva il moto a due corone dentate fissate alle ruote. La macchina aveva solo due marce in avanti, selezionate tramite il tensionamento di due cinghie su di una puleggia o sull’altra, sistema che fungeva anche da frizione. Il freno era a pattini, che agivano direttamente sulle ruote posteriori.
La Motorkutsche compì il suo primo viaggio nel marzo del 1887. Il raffreddamento che inizialmente era ad aria, divenne in seguito ad acqua, con un abbondante radiatore posteriore di tipo aperto e poiché non esistevano ancora carenature di alcun tipo, la meccanica, motore compreso, era esposta e visibile. All’inizio la vettura soffriva di problemi derivanti dallo scarso raffreddamento del motore, con un consumo di acqua valutabile in 150 litri per 100 km. Il motore della Motorkutsche fu rivisto l’anno successivo e il problema fu risolto e fu possibile anche rendere la vettura leggermente più potente tanto che arrivò ad erogare 1.5 CV.
Dal punto di vista telaistico, la Motorkutsche montava già delle rudimentali sospensioni con molle a balestra sui due assi. Il telaio stesso era in legno con rinforzi in ferro.
La velocità massima raggiungibile dalla Motorkutsche era di 16-18 km/h.
Con questa invenzione, Daimler e Maybach cominciarono a divenire famosi in tutta la Germania e gli ordini per i motori aumentarono sempre di più, tanto che, spinto da questa nuova situazione Daimler assunse nuovo personale per poter soddisfare tutte le richieste dei motori e delle vetture. Questa, tuttavia, non risultò essere una scelta felice soprattutto per la difficoltà del mercato di allora di riuscire ad accettare un’invenzione come il motore a combustione interna e il concetto stesso di autovettura, vista all’epoca da molti come un mezzo pericoloso. D’ altra parte lo stesso Daimler, non era intenzionato a costruire automobili, ma i motori da inviare ai committenti che ne facevano richiesta. Inoltre le filiali aperte in Europa e a New York, volute da Daimler per dare maggior visibilità al prodotto, non ebbero il riscontro economico sperato, rendendo difficile il decollo dell’azienda.
Gli affari, pertanto, non andavano benissimo e fu a questo punto che Daimler decise di aprire una fabbrica con nuovi soci, che si riveleranno, purtroppo, persone senza scrupoli.
Nel 1890 nacque, così, la fabbrica per la costruzione di motori e vetture, la DMG.

Il modello Vittoria che l’ingegnere Karl Benz realizzò nel 1893, aveva sicuramente dato la svolta necessaria per far finalmente decollare l’idea di un nuovo modo di concepire il trasporto.
Nonostante l’ingegnere fosse soddisfatto dei risultati ottenuti, si rese, tuttavia conto, grazie anche al suggerimento di un suo collaboratore Josef Brecht, di quanto il tipo di motorizzazione del modello Vittoria fosse piuttosto impegnativo, con un conseguente costo abbastanza alto.
Per questo motivo Benz continuò a studiare nuove tecniche per rendere l’autovettura sempre più funzionale e cosi, nel 1894 realizzò una vettura, denominata Velo, di dimensioni più piccole rispetto alla precedente e con un costo più contenuto.
La Benz Velo fu realizzata in varie versioni tra il 1894 ed il 1901 dalla Casa automobilistica tedesca Benz & Cie.
Il telaio della vettura Benz Velo era in legno e montava sospensioni ad assale rigido con avantreno a balestra trasversale.
Molto semplice la trasmissione a nastro con cambio a due marce.
La Velo aveva un motore monocilindrico perfettamente quadro con alesaggio e corsa pari a 110×110 mm, con una cilindrata di 1050 cc ed alimentato a carburatore. Tale motore montava una distribuzione con valvola di aspirazione in testa e valvola di scarico laterale. La potenza massima della vettura raggiungeva inizialmente 1.5 CV a 450 giri/min, così da permettere alla Velo di raggiungere una velocità massima di 20 km/h.
Le successive modifiche fatte al motore, permisero alla nuova vettura di raggiungere la potenza di 2.5 CV e nel 1900 si portò a 3 CV, mentre nel 1901 i cavalli divennero 3.5. Migliorarono, cosi, anche le prestazioni, che nella versione più potente, permettevano di raggiungere una velocità massima di 30 km/h.
La Velo fu venduta ad un prezzo compreso tra 2000 e 2800 marchi, circa la metà di una Viktoria, e con la possibilità di avere degli accessori a pagamento, come il cambio a tre marce o la capote semiaperta.
Dalla Velo derivarono alcune versioni che si distinguevano dalla Velo stessa per i loro equipaggiamenti più ricchi. Tali modelli erano: la Comfortable, la Ideal, la Duc e la Charette.
La Benz Velo è considerata come la prima autovettura prodotta in serie. Nel primo anno di produzione, il 1894, furono venduti ben 134 modelli e fino al termine della sua produzione, avvenuta nel 1901, ne furono realizzati circa 1200 esemplari.