kW, CV e Nm: come leggere i dati di potenza di un camion

La riga della scheda tecnica di un trattore stradale dice più o meno «390 kW / 530 CV, 2 600 Nm». Tre numeri, due dei quali sono lo stesso numero, e nessuno dei quali dice direttamente come il camion affronterà una lunga salita autostradale a 40 tonnellate. Sono tutti utili, ma solo quando si sa che cosa misura ciascuno e dove è stato misurato.

Due dei tre numeri sono lo stesso numero

Chilowatt e cavalli sono la stessa grandezza espressa in unità diverse. Nell’UE quella legale è il chilowatt: la direttiva 80/181/CEE del Consiglio elenca il watt tra le unità di misura legali come unità della potenza, e un valore in qualsiasi altra unità stampato accanto è un’«indicazione aggiuntiva». L’indicazione nell’unità legale «deve prevalere», e l’altra va espressa «in caratteri di dimensioni al massimo pari a quelle» dei caratteri dell’indicazione legale. I moduli del regolamento UNECE n. 85, la norma di omologazione per la potenza del motore, riportano «Potenza netta massima: … kW».

Esistono poi due cavalli. Secondo il NIST il cavallo metrico — il CV, il PS delle tabelle MAN — vale 735,4988 W, e il cavallo imperiale di 550 ft·lbf/s 745,6999 W. Quindi 390 kW corrispondono a 530 cavalli metrici ma solo a 523 cavalli imperiali, uno scarto di sette che dipende soltanto dall’unità (calcoli nostri). I costruttori citati qui usano quello metrico, comunque lo chiamino. Scania indica «560 hp (412 kW)», Volvo «540 hp (397 kW)», MAN «471 (640)» sotto «kW (PS)», e la scheda tecnica 2024 di un Mercedes Actros L 1845 LS «330kW (449hp)». Ogni coppia di valori torna con il cavallo metrico, non con quello imperiale (calcoli nostri). La scheda MAN UK di maggio 2022 chiama il suo trattore D38 da 640 CV con massa complessiva di 26 000 kg «TGX 26.640»; la scheda 2024 dell’Actros L 1845 LS indica 18 000 kg di massa tecnicamente ammissibile e 330 kW (449 CV) (il confronto tra nome e scheda è nostro).

Poiché «cavallo» indica più di un’unità, quando si confrontano dei camion conviene convertire prima tutto in chilowatt.

Da dove viene il valore e che cosa esclude la potenza «netta»

La potenza del motore ai fini dell’omologazione è la potenza netta, e la definizione è precisa. Il regolamento UNECE n. 85 la definisce come la potenza raggiunta al banco di prova «all’estremità dell’albero a gomiti o dell’organo equivalente», con il motore dotato dei dispositivi ausiliari elencati negli allegati del regolamento, «determinata nelle condizioni atmosferiche di riferimento». Per i motori dei veicoli pesanti nell’UE la misurazione segue l’allegato XIV del regolamento (UE) n. 582/2011, che applica il punto 5 del regolamento UNECE n. 85 «con le eccezioni precisate nel presente allegato». La pagina delle specifiche di Volvo UK accompagna i dati dei motori con l’etichetta «Net output according to: EC 582/2011», cioè potenza netta secondo quel regolamento.

Ne derivano due conseguenze. Primo, il valore è misurato. Le potenze che un costruttore dichiara per l’omologazione «devono essere accettate se non differiscono di oltre il ± 2 per cento per la potenza massima» dai valori misurati dal servizio tecnico. Al banco sono montati i dispositivi ausiliari di cui il motore ha bisogno per funzionare, mentre gli accessori «montati sul motore e necessari solo per il funzionamento del veicolo» — tra gli esempi del regolamento figurano il compressore d’aria per i freni e il condizionatore d’aria — «devono essere smontati». Se tali accessori non sono smontabili, la potenza che assorbono a vuoto «può essere determinata ed aggiunta alla potenza misurata del motore». Secondo, la potenza è misurata all’albero a gomiti, quindi la trasmissione non ne ha ancora sottratto la sua parte.

La coppia è il dato, la potenza è un calcolo fatto su di essa

La potenza non è una proprietà indipendente. Il regolamento (UE) 2017/2400, allegato VI, punto 3.1.1.11, esprime la potenza come prodotto della velocità di rotazione per la coppia, P = N · T, con N in rad/s, T in Nm e P in W:

P (kW) = T (Nm) × n (giri/min) / 9549

Convertendo i giri/min in rad/s (× 2π/60) e i W in kW (/ 1000) si ottiene il 9549 (calcoli nostri). Il watt è un joule al secondo (direttiva 80/181/CEE).

Ciò significa che i due numeri principali sono un’unica curva letta in due punti diversi. La brochure Scania del 2021 attribuisce al suo Super 13 litri 560 una coppia massima di 2 800 Nm a 900–1 400 giri/min e 412 kW a 1 800 giri/min. Facciamo i conti (nostri): a 900 giri/min quei 2 800 Nm valgono 264 kW. A 1 800 giri/min, 412 kW corrispondono a 2 186 Nm. Lì la coppia è inferiore di oltre un quinto e la potenza superiore di oltre la metà, perché il regime è raddoppiato.

I costruttori indicano dove si raggiunge la coppia massima, non solo quanta ce n’è. Scania indica per il Super 13 litri un intervallo. Mercedes indica un unico regime, 1 100 giri/min, per ognuna delle dieci versioni di potenza nella sua pagina dell’Actros L. Il comunicato di Daimler Truck dell’aprile 2022 sulla terza generazione dell’OM 471 descrive un intervallo Top Torque esteso: per le versioni da 330 kW e 350 kW con il cambio G281, «200 Nm di coppia sono disponibili all’albero a gomiti nelle marce dalla 7 alla 12 nel programma “A Standard”». Come esempi delle situazioni in cui aiuta, il comunicato cita gli ingressi in autostrada e i sorpassi.

Regime nominale

Il regime nominale è il regime del motore indicato accanto alla potenza massima — il modulo del regolamento UNECE n. 85 chiede «Potenza netta massima: … kW a … min⁻¹» — e varia da costruttore a costruttore. La scheda informativa MY2025 di DAF per il PACCAR MX-13, uno dei motori del DAF XG+, indica 1 600 giri/min per le versioni da 315 e 355 kW e 1 675 giri/min per quella da 390 kW. La brochure Scania indica 1 800 giri/min per tutte e quattro le versioni del Super 13 litri. La scheda MAN UK di maggio 2022 per il trattore TGX D38 6×4 indica 1 800 giri/min per le versioni da 540, 580 e 640 CV. La pagina delle specifiche di Volvo UK indica invece un intervallo: potenza massima a 1 458–1 700 giri/min per il D13 da 540 CV. In base alla formula vista sopra, la stessa potenza a un regime più basso significa più coppia (calcoli nostri).

I camion più leggeri citati qui hanno regimi più alti. La scheda MAN UK di maggio 2022 per il MAN TGL da 12 tonnellate indica per i suoi motori D0834 un regime nominale di 2 300 giri/min; la scheda tecnica di TGM e TGL di MAN descrive il D0834 come un quattro cilindri in linea. La pagina di Mercedes dedicata alla distribuzione indica per tutte e sette le versioni dell’Atego 2 200 giri/min, sia per i quattro cilindri sia per i sei cilindri, con la coppia massima a 1 200–1 600 giri/min.

Scania presenta la coppia ai bassi regimi come una strategia per i consumi. La sua brochure Super definisce il motore «l’ultimo passo della nostra filosofia dei bassi regimi». Afferma che il motore eroga la coppia massima a un regime più basso, «con il risultato di un’efficienza ottimale nei consumi». È ciò che afferma il costruttore.

Il minimo di legge: 5 kW per tonnellata

Esiste un minimo fissato per legge. Il regolamento di esecuzione (UE) 2021/535 della Commissione, allegato XIII, parte 2, sezione D, riguarda i veicoli delle categorie N2 e N3. Stabilisce che essi «devono poter generare una potenza motore pari ad almeno 5 kW/t della massa massima tecnicamente ammissibile a pieno carico della combinazione». Con una massa della combinazione di 40 tonnellate sono 200 kW; con 44 tonnellate, 220 kW (calcoli nostri). Nel caso dei «trattori stradali e delle motrici per semirimorchi destinati al trasporto di carichi indivisibili» la potenza motore deve essere «pari ad almeno 2 kW/t». Nessuno dei due valori si applica alla modalità di marcia esclusivamente elettrica dei veicoli ibridi elettrici. La stessa sezione stabilisce che i veicoli progettati per trainare un rimorchio, caricati fino a quella massa della combinazione, «devono poter essere avviati per cinque volte su una pendenza di almeno il 12 % nell’arco di cinque minuti».

Il regolamento (UE) n. 1230/2012 fissava gli stessi 5 e 2 kW per tonnellata finché il regolamento (UE) 2019/2144 non lo ha abrogato con effetto dal 6 luglio 2022. Da quella data il requisito si trova nell’allegato del regolamento 2021/535.

La versione meno potente nella pagina delle specifiche del TGX di MAN, il D15 da 9,0 litri con 243 kW, supera il minimo di 200 kW per 40 tonnellate. Al vertice delle gamme citate qui, il V8 da 16 litri della Scania serie S arriva a 566 kW. Il D38 di MAN arriva a 471 kW, e l’OM 473 di Mercedes nell’Actros L a 460 kW con 3 000 Nm.

Che cosa la potenza non può dire

Non può dire il consumo di carburante. Il regolamento (UE) 2017/2400 si applica agli autocarri medi, agli autocarri pesanti e agli autobus pesanti, e non ai veicoli fuoristrada o per uso speciale. In base a esso il costruttore del veicolo «determina le emissioni di CO2 e il consumo di carburante di ciascun veicolo nuovo […] messo in vendita, immatricolato o messo in circolazione nell’Unione», con eccezioni per alcune tecnologie dei veicoli. Lo fa con lo strumento di simulazione VECTO della Commissione. I dati di input dello strumento comprendono, tra gli altri componenti, i motori, i cambi, gli assi, la resistenza aerodinamica e gli pneumatici. L’obbligo si è applicato per la prima volta dal 1° gennaio 2019, ai veicoli dei gruppi 4, 5, 9 e 10 prodotti da quella data: autocarri e trattori 4×2 di oltre 16 tonnellate, e autocarri e trattori 6×2. Il risultato appartiene al veicolo nella configurazione specificata, non al motore.

La potenza del motore non dice nemmeno su quale pendenza un camion possa partire con la vostra massa complessiva. MAN UK la indica per ciascuna catena cinematica: la sua scheda di maggio 2022 per il trattore D38 6×4 indica, a «44000 kg», una pendenza di partenza («Starting Grade») di «33%+» per ogni motore con il suo cambio e il ponte con rapporto 3,08:1. Se una salita è il motivo per cui state configurando il camion, è proprio quel valore di pendenza di partenza della catena cinematica che dovete chiedere.

I convertitori kW in CV e Nm in kgm e lb-ft convertono tra le unità in cui i costruttori indicano potenza e coppia.