Coppia

La coppia è la misura dello sforzo rotazionale, di torsione, di un motore: la forza che fa effettivamente girare l'albero motore e, attraverso il cambio e la trasmissione finale, le ruote. Mentre la potenza descrive la velocità con cui si compie lavoro, la coppia descrive l'entità della forza disponibile in un dato istante. In termini quotidiani è ciò che chi guida percepisce come forza di spinta: la facilità con cui un'auto accelera da fermo, traina un carico in salita o scatta in avanti nel sorpasso senza bisogno di scalare marcia. Un motore che produce coppia abbondante ai bassi regimi risulta vigoroso e rilassato, perché lo sforzo è disponibile in quantità prima ancora di dover spingere forte sul motore.

Meccanicamente, la coppia è generata dalla pressione di combustione che spinge ciascun pistone lungo la canna, con quella forza lineare che agisce sull'albero motore attraverso il braccio della manovella, ossia la distanza perpendicolare fra il perno di biella e l'asse dell'albero motore. Una corsa più lunga o una pressione più elevata nel cilindro tendono perciò a produrre più coppia, ragione per cui i motori a corsa lunga e sovralimentati sono apprezzati per la loro capacità di spinta. L'unità di misura standard è il newton-metro (Nm); l'equivalente imperiale è la libbra-piede (lb-ft), con circa 1,356 Nm per ogni lb-ft. Un moderno turbodiesel da 2,0 litri può sviluppare intorno ai 320-400 Nm, mentre un grande V8 sportivo può superare i 700 Nm.

La relazione fra coppia e potenza è precisa, non vaga: la potenza è uguale alla coppia moltiplicata per la velocità di rotazione. In unità pratiche, la potenza in kilowatt è all'incirca la coppia in newton-metri per il regime in giri/min, divisa per 9.550. È per questo che un piccolo motore che gira molto veloce può eguagliare la potenza di un grande motore pigro che produce molta più coppia ai bassi regimi. I costruttori dichiarano sia un valore di coppia massima sia il regime, o l'arco di regimi, al quale essa si verifica; una curva di coppia piatta e ampia, che si mantiene dai bassi giri, è in genere più utile su strada di un picco alto ma stretto.

Il modo di erogare la coppia plasma il carattere di un'auto più di qualsiasi singolo dato di targa. I motori a benzina aspirati costruiscono di norma la coppia in modo progressivo e raggiungono il picco piuttosto in alto nei regimi, premiando chi ama girare il motore. I motori turbo, soprattutto i diesel, sviluppano un robusto blocco di coppia appena sopra il minimo, regalando una flessibilità ai medi regimi senza sforzo ma talvolta un'erogazione più brusca. I motori elettrici sono di nuovo diversi, producendo la coppia massima fin da zero giri, il che spiega la spinta istantanea e fluida dei veicoli elettrici.

La coppia al motore è solo una parte della storia, perché la trasmissione la moltiplica. Una prima marcia corta e un rapporto finale numericamente elevato barattano velocità di punta con una coppia alle ruote molto maggiore, ed è così che un veicolo di potenza modesta può comunque trainare carichi pesanti o affrontare pendenze ripide. Comprendere la coppia accanto a potenza, cavalli e rapporto peso-potenza dà un quadro assai più veritiero di come un'auto si comporterà e renderà realmente, rispetto a qualsiasi singolo dato considerato da solo.