2013 - Ford Mustang Shelby GT500 - Nome in codice: Trinity

2013 - Ford Mustang Shelby GT500 - Nome in codice: TrinitySarà ricordato in Ford come uno dei motori più rappresentativi di tutto il panorama storico del costruttore di Dearborn. Stiamo parlando del V-8 da 5.8 litri montato sulla Ford Mustang Shelby GT500 del 2013.
2013 - Ford Mustang Shelby GT500

Beh, solo i dati di targa fanno ben capire i risultati raggiunti da Ford con la progettazione di Trinity, il V-8 da 5.8 litri che vanta 662 HP e 854 Nm di coppia. Al momento in cui fu realizzato, era il motore di serie più potente mai costruito al mondo. E a proposito di questo motore, un personaggio icona come Carroll Shelby ebbe a dire che Ford, con la Shelby Mustang GT500 del 2013 aveva raggiunto uno stadio evolutivo nel settore delle muscle car tale da fruttargli un vantaggio tecnico e prestazionale, rispetto a General Motors, di almeno due anni. Tra l’altro, questa Shelby ha raggiunto e superato, in un test su circuito che potete trovare su YouTube, la velocità massima di 320 km/h. Il risultato è quanto mai epocale se si pensa che il prezzo di listino al momento della commercializzazione era nell’intorno dei $50.000.

2013 - Ford Mustang Shelby GT500

Analisi tecnica del motore
Al momento dello sviluppo del 5.8 litri V-8, Ford aveva già a scaffale un motore V-8 molto recente. Stiamo ovviamente parlando del 5.0 litri V-8 Coyote, quello montato sulla Ford Mustang GT in commercio nello stesso periodo. Prima che il 5.8 litri venisse svelato, tutta la stampa specializzata, soprattutto quella americana, ipotizzava la possibilità di una versione sovralimentata del 5.0 litri, perché il 5.4 litri V-8 montato sulla precedente Shelby Mustang GT500 sembrava arrivato a fine vita. La realtà dei fatti ha dimostrato invece il contrario. Con un incremento dell’alesaggio, infatti, che è passato da 3.55” a 3.68” (93,5 mm in luogo dei precedenti 90,215 mm) ed una corsa ferma a quota 105,8 mm, il 5.4 litri è stato portato a 5.8 litri. Nell’evoluzione del disegno complessivo, il nuovo motore da 5.8 litri ha beneficiato di un aumento sensibile del rapporto geometrico di compressione, che è passato da 8.5:1 a 9.0:1. Il 5.8 litri è stato da subito uno dei motori più potenti mai messi in campo da Ford e per esso i tecnici dell’Ovale hanno scelto componentistica di prim’ordine, come, per esempio, i pistoni della Mahle, la guarnizione delle testate del tipo a cinque strati e bielle con interasse da 169,1 mm. Gli stantuffi di questo 5.8 litri hanno generato qualche mal di pancia ai tecnici Ford. Quelli originali del 5.4 litri non andavano più bene. Sottoposti alle enormi pressioni del 5.8 litri che, oltre ad essere sovralimentato (come il 5.4 litri), aveva visto un aumento sensibile del rapporto di compressione, si deformavano. A deformarsi in particolare era il cielo, tanto che in Mahle dovettero rivedere il disegno e il materiale. Scelta che portò ad una conseguente modifica del piede di biella e ad una riduzione delle sue dimensioni con ulteriori conseguenze sulla resistenza strutturale. Tra l’altro, la debolezza strutturale fu messa in luce da un processo di analisi agli elementi finiti. La soluzione vincente per eliminare questa sorta di fragilità fu l’introduzione di un getto di lubrificante da inviare nella parte inferiore dello stantuffo, laddove il piede di biella si trova a lavorare sotto elevatissimi stress termomeccanici.

In tutte le immagini sopra, il V-8 di 5,8 litri che equipaggia la Ford Mustang Shelby GT500 del 2013. Si notano i due corpi sfarfallati in alto a destra.
In tutte le immagini sopra, il V-8 di 5,8 litri che equipaggia la Ford Mustang Shelby GT500 del 2013. Si notano i due corpi sfarfallati in alto a destra.
In tutte le immagini sopra, il V-8 di 5,8 litri che equipaggia la Ford Mustang Shelby GT500 del 2013 con in evidenza il compressore volumetrico a lobi TVS.
In tutte le immagini sopra, il V-8 di 5,8 litri che equipaggia la Ford Mustang Shelby GT500 del 2013 con in evidenza il compressore volumetrico a lobi TVS.

Un’altra modifica fondamentale ha riguardato il sovralimentatore. Già il 5.4 litri era un V-8 sovralimentato, ma le esigenze del 5.8 litri erano ben maggiori. Tanto che si decise di passare ad un compressore volumetrico a lobi da 2.3 litri, un TVS capace di lavorare a 15 psi (pounds per square inch) e capace di fornire una portata del 30% superiore a quella del precedente compressore presente sul 5.4 litri. E quando si cambia la portata di aria è quasi scontato prevedere un aumento della quantità di benzina iniettata. La regola ovviamente è stata seguita anche per il 5.8 litri, tanto che dagli iniettori da 46.7 lb/h del 5.4 litri si è passati ad elementi capaci di fornire 54,8 lb/h. Altra perla di questo motore è senz’altro il circuito di lubrificazione che, sebbene non sia il top della tecnologia in assoluto, è senza dubbio un esempio di perfetto compromesso. La capacità dell’intero circuito è stata aumentata, mentre per la coppa si è fatto ricorso all’uso di lega di alluminio, ma più di ogni altra cosa, ciò che ha destato particolare stupore è l’indicazione di un lubrificante con gradazione SAE 5W-50, una scelta un po’ controcorrente rispetto alle abitudini dei progettisti americani che, per mantenere bassi i costi di gestione, solitamente si affidano a lubrificanti non troppo avanzati.

2013 - Ford Mustang Shelby GT500

2013 - Ford Mustang Shelby GT500

2013 - Ford Mustang Shelby GT500

Altre note tecniche
La scelta di realizzare la versione più potente della Shelby Mustang con un motore da 5.8 litri è piena espressione del modo di operare degli ingegneri americani e del mercato cosiddetto domestico a cui si sono sempre dovuti adattare. L’unico modo vero per aumentare le potenze dei motori tenendo bassi i costi di realizzazione e di gestione è ovviamente l’aumento della cilindrata. L’utilizzo del turbocompressore, una via che la stessa Ford sta percorrendo ormai da anni con la nota famiglia dei motori EcoBoost, è e rimarrà sempre un’alternativa molto valida, ma dal punto di vista economico, la ricerca del punto di break-even è pratica un po’ più complicata. Non dimentichiamo infine che i 5.8 litri del V-8 montato sulla Shelby Mustang GT500 del 2013 rappresentano in unità di misura anglosassoni un valore storico per Ford. I motori Windsor e Cleveland da 351 ci (cubic inch), infatti, sono impressi nella memoria storica di questo costruttore e di tutti gli appassionati che nel corso degli anni hanno avuto modo di sposare la causa Ford. Portare il 5.4 litri a quota 5.8 litri ha richiesto però un impegno tecnologico notevole per Ford. Come infatti abbiamo scritto in precedenti articoli sui motori Ford della serie Modular, l’interasse dei cilindri di ogni nuovo motore non avrebbe mai potuto superare la fatidica quota dei 100 mm per questioni di attrezzaggio dei robot che eseguono le lavorazioni in catena di produzione. A ciò, almeno durante il progetto del 5.8 litri, si sommò un ulteriore problema, quello della conservazione della corsa scelta per il 5.4 litri. Cambiare la corsa del motore per cercare l’aumento di cilindrata avrebbe significato mettere in discussione l’intera parte bassa del motore. L’incremento dell’alesaggio, purtroppo, ha generato il problema nel problema. Quando gli ingegneri Ford decisero di aumentare l’alesaggio del 5.4 litri si accorsero subito che lo spazio tra le canne cilindri in ghisa, che avrebbero dovuto essere riportate all’interno del blocco motore in lega di alluminio, era troppo ridotto. La soluzione finale è stata una nuova tecnologia, quella che in Ford definiscono “spray-bore”. Questo processo, che Ford ha venduto in licenza anche a Nissan per il motore della GT-R, si chiama Plasma Transfer Wire Arc. In pratica, invece delle canne tradizionali in ghisa, la resistenza estrema alle sollecitazioni, generate dal pistone sulle pareti del cilindro, viene garantita da un rivestimento in ghisa di uno spessore compreso tra i 20 μm e i 30 μm riportato con un processo al plasma. Un altro esempio in cui Ford ha dimostrato come una tecnologia di ultimissima generazione potesse essere resa disponibile anche per la produzione in serie.

2013 - Ford Mustang Shelby GT500

Archivio immagini: Ford

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