Perché il sei cilindri in linea sta tornando di moda, ancora una volta?

Sei cilindri in linea è un'architettura motoristica in cui i sei cilindri sono disposti in un'unica fila su un solo albero motore e porta con sé una delle storie più antiche e al tempo stesso più recenti della storia dell'automotive. All'inizio del Novecento era la misura del prestigio, ma con l'ascesa della trazione anteriore e del V6 cadde nell'oblio per decenni; dagli anni 2010, però, grazie al turbo e al suo equilibrio naturale è tornata sulle linee di produzione. Questo articolo non racconta la morte del sei cilindri in linea, ma il fatto che come soluzione ingegneristica non è mai morto.

La base a quattro tempi: La linea che va da Otto al sei cilindri in linea

La storia del sei cilindri in linea non può essere pensata separatamente da quella del motore monocilindrico. Nikolaus Otto costruì il suo primo motore a benzina nel 1861; la domanda di brevetto per il concetto di ciclo a quattro tempi risale invece al 1862. Otto, che nel 1864 fondò con Eugen Langen la prima fabbrica di motori del mondo, vinse nel 1867 una medaglia d'oro a una esposizione universale con il suo progetto. La vera svolta arrivò nel 1876: il ciclo a quattro tempi con compressione e alimentazione a gas. Questo ciclo, composto dalle fasi di aspirazione, compressione, potenza e scarico, permise per la prima volta di bruciare il carburante in modo efficiente ed è oggi noto come ciclo Otto.

Con l'aumentare del numero dei cilindri, gli ingegneri si trovarono davanti a una nuova domanda: come disporre i cilindri? Una fila diritta era la risposta più semplice. I cilindri disposti ai due lati di un unico albero motore si potevano risolvere con una sola testata e un solo collettore di scarico. La configurazione a V, invece, raccoglieva i cilindri su due bancate inclinate accorciando il motore, ma richiedeva per ogni bancata una testata separata, un collettore separato e soluzioni aggiuntive di bilanciamento. La tensione tra questi due approcci determinò il dibattito sull'architettura dei motori degli ottanta anni successivi.

L'epoca del prestigio: Quando il sei cilindri in linea divenne una configurazione istituzionale

Il sei cilindri in linea fu per un periodo una soluzione consolidata, presente quasi nella vetrina di ogni costruttore. La sua dolcezza di funzionamento, la trasmissione di potenza diretta e la semplicità meccanica nelle berline dal cofano lungo e nelle auto sportive ne fecero la scelta naturale del segmento superiore. Mercedes-Benz fu per decenni nota per i suoi motori sei cilindri in linea nei modelli di lusso e prestazioni. Toyota, con la 2000 GT prodotta tra il 1967 e il 1970, mostrò cosa poteva fare l'ingegneria giapponese con il sei cilindri in linea.

Il rapporto di BMW con il sei cilindri in linea merita un capitolo a parte. Il marchio lanciò sulle strade il suo primo modello a sei cilindri di produzione in serie con la 303 presentata nel 1933; La famiglia M30, arrivata alla fine degli anni Sessanta, ha costituito per anni la spina dorsale della gamma di motori dell'azienda. Il vertice fu il sei in linea da 3,5 litri con codice M88: utilizzato prima nella sportiva M1 e poi nella prima M5 e nella M6, questo motore è considerato uno dei più rispettati in ogni misura. I modelli che vanno dalla E36 M3 alla E38 Serie 7 dimostrano che la ricetta classica del sei in linea di BMW è rimasta quasi invariata per circa sei decenni.

Il declino: Perché il V6 e il V8 hanno vinto?

Non c'era un unico motivo tecnico dietro il declino del sei in linea; c'era un unico vincolo geometrico: la lunghezza. Disporre sei cilindri in un'unica fila trasforma il motore in un problema di ingombro che occupa spazio considerevole su entrambi gli assi nei veicoli con motore anteriore. Nei layout in cui la trazione anteriore si diffuse e il motore venne montato trasversalmente, questa lunghezza divenne di fatto ingestibile. Il V6, raggruppando i cilindri in due corte bancate, faceva stare lo stesso numero di cilindri in uno spazio molto più compatto.

Il quadro commerciale si adattò rapidamente a questa situazione. Circa 20-30 anni fa, un'ampia gamma di prodotti, inclusi modelli leggendari a trazione posteriore come la Land Cruiser, passò dal sei in linea al V6 o direttamente al V8. Erano già trascorsi anni da quando l' Rocket V8 ad alta compressione di Oldsmobile aveva cancellato il sei in linea dal mercato. I dati di mercato del 2010 mostravano che anche le vendite di V6 nelle berline iniziavano a calare e che i SUV compatti e di medie dimensioni si orientavano verso motori a quattro cilindri; per il sei in linea non sembrava rimasto spazio.

Tuttavia, la giustificazione ingegneristica di questo declino riguardava l'ingombro, non la termodinamica. Il terreno guadagnato dal V6 era, in genere, una richiesta della linea di produzione e del telaio. Il motore in sé non è mai stato messo in difficoltà; semplicemente non ha trovato spazio.

Perché il Sei in Linea è Perfettamente Bilanciato?

La caratteristica distintiva del sei in linea inizia con la corretta definizione del concetto di bilanciamento. Nei motori, le vibrazioni vengono esaminate in due categorie: le forze di primo ordine, le oscillazioni principali derivanti dal movimento su e giù dei pistoni; le forze di secondo ordine sono invece oscillazioni derivanti dalle differenze di velocità interne al movimento stesso del pistone, che si ripetono ogni due giri dell'albero motore. Nel sei in linea, i sei pistoni sono disposti sui bracci dell'albero motore distanziati di 120 gradi in modo tale che il movimento del pistone all'estremità anteriore del motore sia replicato esattamente da un pistone all'estremità posteriore. Le forze primarie si neutralizzano a vicenda; e le forze secondarie allo stesso modo.

La conseguenza pratica di ciò è notevole. La necessità di contrappesi pesanti, alberi di bilanciamento o smorzatori di vibrazioni si riduce al minimo. Un motore naturalmente bilanciato non richiede blocchi rinforzati e pesanti torri di supporto per sopprimere le vibrazioni; ciò contribuisce sia alla durabilità sia alla leggerezza. Il V6, invece, tipicamente necessita di meccanismi di bilanciamento aggiuntivi per funzionare dolcemente; Sebbene alcune configurazioni V6 a 60 gradi siano naturalmente bilanciate, questo non vale per ogni V6.

Oltre all'equilibrio, anche la semplicità è un punto di forza dell'inlinea a sei:

• una sola testata e un solo collettore di scarico; il V6 ne richiede due per ciascuno.
• Un sei in linea DOHC funziona con soli due lunghi alberi a camme; il V6 richiede il doppio di alberi a camme più piccoli.
• Il numero totale di parti della distribuzione si dimezza rispetto al V6.
• Più supporti di banco rispetto al numero di cilindri garantiscono continuità lungo l'albero motore.

Un bilancio ingegneristico onesto deve registrare anche un limite: la lunghezza. Al di fuori della lunghezza, è difficile trovare difetti nel sei in linea; un V6 con albero motore più corto può essere meccanicamente più rigido. Ma negli anni '90 quella lunghezza era un destino, mentre nel design moderno dei telai non lo è più.

Il ritorno nell'era del turbo: la lunghezza non è più un problema

Due sviluppi tecnici sono stati determinanti nella rinascita del sei in linea. Il primo è la maturazione del turbocompressore. Il turbo, con la pressione fornita al motore, non genera una forza che lo spinge avanti e indietro; ruota soltanto gli alberi che trasmettono la potenza. Per questo il sei in linea turbo offre un carattere alto e morbido nella trasmissione della coppia. Il secondo è l'ergonomia del vano motore nei telai moderni: installare un sei in linea turbocompresso è più facile che montare un V8 nello stesso veicolo, e la produzione è più semplice. Sulle piattaforme a motore anteriore e trazione posteriore, il sei in linea sostituisce il V8 in pratica in modo più efficiente.

I numeri concretizzano questa transizione. La famiglia Hurricane di Stellantis, un sei in linea biturbo da 3.0 litri, ha preso il posto del V8 Hemi: nella versione standard circa 400 CV, nella versione ad alta potenza oltre 500 CV; in alcune applicazioni si parla di versioni che raggiungono i 550 CV. Il motore è stato costruito secondo la logica di un solo collettore di aspirazione e uno di scarico - la diretta continuazione del classico vantaggio di semplicità del sei in linea nell'era del turbo. Mazza monta un sei in linea turbo da 3.3 litri sulla CX-90 a tre file di sedili. La B58 e la S58 di BMW, il sei in linea con codice M256 di Mercedes-Benz e l'Hurricane di Stellantis dimostrano insieme che i sei in linea in produzione oggi stanno ridefinendo le prestazioni. Anche nel segmento SUV il funzionamento morbido del sei in linea viene letto come un vantaggio di comfort rispetto alla configurazione a V.

Motori leggendari e opinioni contrastanti

Lo status leggendario del sei in linea non può essere ricondotto solo a BMW. Il sei in linea con codice 2JZ di Toyota è ancora oggi un punto di riferimento nella cultura del tuning; anche oggi, quando si commercializza un moderno sei in linea turbo, si ricorre al paragone con il moderno 2JZ. La presenza di esemplari da 3.000 hp derivati dal sei in linea RB26 di Nissan è la prova misurabile di quanto carico la struttura del monoblocco possa sopportare. Il fatto che un marchio come Alvis abbia rimesso in produzione il suo classico sei in linea novantenne con testata in alluminio conferma ulteriormente il valore storico di questa architettura.

Nonostante questo quadro, la discussione non si è mai chiusa del tutto. L'equilibrio perfetto del sei in linea, a causa del movimento dei pistoni a velocità diverse nella metà superiore della corsa, viene descritto in alcune interpretazioni ingegneristiche come un passo indietro rispetto alla perfezione; l'opinione più diffusa considera invece sufficiente la neutralizzazione delle forze di primo e secondo ordine. Circola anche l'idea che l'architettura boxer sia migliore sotto il profilo dell'equilibrio. Sul fronte dell'affidabilità, i problemi riscontrati nei primi sei in linea turbo di BMW hanno generato esperienze utente contrarie nel senso che i motori turbo a quattro cilindri fossero più privi di problemi. Questi sono avvertimenti preziosi che mostrano come l'ingegneria non permetta generalizzazioni, perché nessuna architettura è assoluta; ma non sono bastati a cambiare la direzione del mercato.

Perché il Sei in Linea Sta Tornando a Crescere? Conclusione

La storia del sei in linea non è una storia di ritorno, ma una storia di rinvio. Il motore non si è mai indebolito; sono stati semplicemente il telaio e le condizioni di mercato a non accoglierlo. Nel periodo in cui la trazione anteriore e i vani motore compatti hanno preso il sopravvento, la sua lunghezza è stata vista quasi come un difetto; il turbo, i sistemi ausiliari assistiti elettricamente e l'architettura moderna delle piattaforme hanno reso questa lunghezza gestibile. In cambio, i produttori hanno recuperato quasi a costo zero un pacchetto composto da una sola testata, un solo collettore, equilibrio naturale e un lungo albero motore che trasmette una coppia morbida, un pacchetto che i concorrenti hanno dovuto risolvere con alberi di bilanciamento. Il sei in linea non è morto; ha aspettato, e l'ingegneria ha imparato ad accoglierlo di nuovo.

Fonti

• Return of the inline-six: Why the classic engine layout is making a comeback
• Nikolaus Otto | Britannica
• Straight-six engine
• Why the inline-six is making a comeback - Hagerty
• Why Inline-Six Engines Are Timeless - Road & Track
• Why Every Automaker Is Quietly Bringing Back The Inline-Six - CarBuzz
• V6 Vs Straight-Six: The Pros And Cons Of Each Engine - Car Throttle
• 4 Car Brands Bringing Back The Inline-6 Engine - SlashGear
• Dodge SIXPACK - Dodge official
• Why Inline-Six Engines Are Making A Comeback In Modern SUVs - TopSpeed
• The Smallest Inline-Six Engines Ever Designed - Pedal Commander
• What Makes BMW's Inline-6 Engine So Legendary? - Clutch Masters
• More Automakers Are Making New Inline-Sixes - Jalopnik