Fiat Ferroviaria: differenze tra le versioni

Nel 1973 il Gruppo FIAT acquisì dalla [[CEAT]] lo stabilimento ferroviario di [[Savigliano]] della [[Società Nazionale Officine di Savigliano|Società Nazionale Officine di Savigliano (SNOS)]], storiche officine di Piazza Galateri fondate nel 1880, dove trasferì gli uffici amministrativi e dove iniziò a concentrare tutta la produzione ferroviaria FIAT del nord Italia; lo storico stabilimento Materfer di via Rivalta a Torino passò quindi alla produzione automobilistica di veicoli commerciali<ref name=":8">{{cita|Nascimbene, ''La città laboratorio''|p.&nbsp;66|tT78}}.</ref><ref>{{cita libro|autore = Stefano Garzaro, Angelo Nascimbene|titolo = Elettrotreno ETR 400 "Pendolino"|anno = 1982|editore = Edizioni Elledi|città = Torino|volume = collana ''Monografie ferroviarie'' n. 6|capitolo = Il "Pendolino FIAT Y 0160"|p = 24|cid = ETR 400}}</ref><ref name=":8">{{cita|Nascimbene, ''La città laboratorio''|p.&nbsp;66|tT78}}.</ref><ref>{{cita pubblicazione|titolo = Pendolino. Storia e prospettive di un treno italiano. Intervista al Prof. Franco Di Majo|autore = Angelo Nascimbene|anno = 1998|mese = ottobre|rivista = Tutto treno|volume = anno 11º|numero = n. 113|pagine = inserto di 12 pagine non numerate; cit. p. 8ª|id = {{ISSN|1124-4232}}|cid = tT113}}</ref>. Contestualmente a questa ristrutturazione, che interessò tutto il Gruppo FIAT, nacque il settore FIAT Prodotti e Sistemi Ferroviari, a cui fecero capo:<ref name="FiatSavigliano/4-5">{{cita|FIAT Ferroviaria Savigliano, ''Prodotti''|pp.&nbsp;[4-5]|FiatSavigliano}}.</ref>

Nacque così nel 1923 il progetto della [[locomotiva MCL 301]], che venne messa in servizio nel 1924 sulla rete a scartamento ridotto (950 &nbsp;mm) [[Ferrovie Calabro Lucane|Mediterranea Calabro-Lucane]], dimostrandosi anticipatrice dei tempi per le soluzioni adottate ed estremamente interessante per l'esperienza che consentì di acquisire<ref name="TreniFiat/18-19"/>.

| Lunghezza della cassa || 17.205 &nbsp;mm || 13.000 &nbsp;mm

| Lunghezza utile della cassa || 8.125 &nbsp;mm || 8.400 &nbsp;mm

Le prime littorine nacquero equipaggiate con il motore a benzina nei tre modelli FIAT AU4.A, AU4.B e AU4.C corrispondenti alle classificazioni FS [[Automotrice FS ALb 48|ALb&nbsp;48]], [[Automotrice FS ALb 64|ALb&nbsp;64]] e [[Automotrice FS ALb 80|ALb&nbsp;80]], i quali differivano sostanzialmente fra loro per il numero di posti a sedere e di conseguenza per lunghezza, massa e potenza: in particolare le ALb&nbsp;48 e le ALb&nbsp;64 erano automotrici con un solo carrello motore – rodiggio (1A)2' – che offrivano rispettivamente 48 e 64 posti, mentre le ALb&nbsp;80 avevano entrambi i carrelli motori – rodiggio (1A)(A1) – e offrivano 80 posti; una di quest'ultime intraprese un viaggio promozionale che la portò in [[Russia]], a [[Mosca (Russia)|Mosca]] e sulla [[Leningrado]]-[[Soči]], dove dimostrò di poter dimezzare il tempo di percorrenza tra le due città rispetto ai treni più veloci del tempo<ref name="TreniFiat/38-40">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;38-40|TreniFiat}}.</ref>.

Il primo autotreno uscì di fabbrica il 21 agosto 1936, affrontò la prima corsa di prova cinque giorni dopo e il 19 settembre raggiunse per la prima volta i 150 &nbsp;km/h sulla [[ferrovia Torino-Novara]]<ref name="TreniFiat/44">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;44|TreniFiat}}.</ref>.

* potenza ai cerchioni di almeno 1.000 CV (circa 736 &nbsp;kW);

* velocità massima di 100 &nbsp;km/h;

! Scartamento 1.000 &nbsp;mm !! Scartamento 1.435 &nbsp;mm !! Scartamento 1.676 &nbsp;mm

Per questi nuovi tipi di locomotive le FS richiesero l'innalzamento della velocità massima a 130 &nbsp;km/h e un aumento del 10% della velocità in curva rispetto alle D.341, specifiche che determinarono l'adozione di carrelli monomotori (rodiggio B'B') che, con una minore [[massa assiale]] e un passo più corto, avrebbero consentito di contenere le sollecitazioni dinamiche al binario e l'usura dei cerchioni in curva<ref name="TreniFiat/120-121">{{Cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;120-121|TreniFiat}}</ref>.

Come già avvenuto nel passaggio tra la prima e la seconda generazione, i limiti dei carrelli si manifestarono nel momento in cui il grande successo dei veicoli a cui erano destinati spinse a ottenere velocità sempre maggiori; tuttavia, invece di tentare come in precedenza nuove vie più o meno fortunate per il miglioramento del proprio prodotto, la FIAT decise di dare una soluzione radicale alle incertezze e alle difficoltà che si incontravano in occasione di ogni nuova commessa con le tecnologie correntemente adottate, in particolare nella guida delle [[boccole]] delle [[Sala montata|sale]], nella sospensione verticale e trasversale tra cassa e carrello e nel collegamento della cassa per la rotazione del carrello stesso<ref>{{Cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;129-130|TreniFiat}}</ref>.

A questi problemi già noti si aggiunse, in concomitanza con il notevole aumento di velocità che si voleva conseguire, l'insorgenza di fenomeni all'epoca non prevedibili con i mezzi di calcolo a disposizione, come per esempio quelli relativi all'interazione ruota-rotaia messi in evidenza dal record di velocità di 331 &nbsp;km/h realizzato dalla [[SNCF]] nel 1955, che resero necessario per chi, come la FIAT, non voleva restare nel campo ferroviario come semplice esecutore, padroneggiare le tecnologie essenziali del guidaggio ruota-rotaia e avvicinarsi maggiormente alla realtà dei fenomeni fisici equipaggiandosi con adeguati mezzi di calcolo e acquisendo conoscenze non ancora o solo parzialmente esistenti<ref>{{Cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;130-131|TreniFiat}}</ref>.

Nell'ambito di questo programma furono dunque risolti inizialmente il problema del collegamento e della guida delle boccole con un braccio oscillante imperniato su ''silent block'' che eliminava tutti gli attriti lasciando le necessarie libertà di movimento elastico delle sale nelle tre direzioni dello spazio cartesiano e il problema della sospensione verticale e trasversale tra cassa e carrello conferendo alla sospensione secondaria anche il ruolo di sospensione trasversale utilizzando la deformabilità trasversale delle molle a elica ''flexicoil''<ref group="Nota">Molle di acciaio a elica corredate da tasselli di gomma alle estremità.</ref>, eliminando così tutti i problemi di attrito e usura legati alle [[Balestra (meccanica)|balestre]] e ai pendini della sospensione a gravità<ref name=":0">{{Cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;132|TreniFiat}}</ref>.

Contemporaneamente alle intense prove a cui furono sottoposti i nuovi carrelli tipo 7170 sull'automotrice ALn 668.1999, che fu spinta sulla rete FS fino a 180 &nbsp;km/h e ad accelerazioni trasversali di circa 2 &nbsp;m/s², cioè al doppio della massima [[forza centrifuga]] ammessa in curva, la FIAT Sezione Materiale Ferroviario escogitò una macchina speciale per provare a [[fatica]] le molle ''flexicoil'' sottoposte a flessione assiale e laterale, studiando accuratamente la miglior forma da dare alle spire di estremità e creando espressamente sia il procedimento di calcolo che le norme di controllo e utilizzo per questo tipo di molle<ref name=":0" />.

Il capitolato FS imponeva per i carrelli delle carrozze TEE requisiti estremamente impegnativi per la confortevolezza di marcia fino a 200 &nbsp;km/h, il cui mancato rispetto avrebbe comportato la sostituzione a cura e spese del costruttore dei carrelli fuori specifica con altri del tipo 920 FS<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;133-134|TreniFiat}}</ref>.

Prima di prendere impegni con le Ferrovie dello Stato occorreva avere assolute certezze sulla parte ancora mancante del nuovo carrello FIAT, vale a dire la definizione della sospensione secondaria che eliminasse in assoluta sicurezza gli organi tradizionali di collegamento, cioè traversa oscillante, ralla e pattini, affidando esclusivamente alle molle ''flexicoil'' la rotazione del carrello rispetto alla cassa del veicolo<ref name=":1">{{Cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;136|TreniFiat}}</ref>.

Per integrare quanto sperimentato in linea sui carrelli 7170 coi risultati del laboratorio esperienze, la Sezione Materiale Ferroviario avviò la realizzazione della coppia di carrelli sperimentali 7195CS, che furono messi un prova, con il consenso delle FS, su una [[carrozza UIC-X]] prelevata da quelle in costruzione alla FIAT Azienda OM<ref name=":1" />.

I carrelli 7195CS furono approntati nel 1968 senza ralla e pattini, mantenendo provvisoriamente una traversa di carico che, nel caso di eccessive sollecitazioni, avrebbe consentito di passare a un secondo ed eventualmente a un terzo schema meccanico già previsti per alleggerire il lavoro delle molle; tuttavia ciò non fu necessario perché le prove al banco e in linea dimostrarono subito la bontà del primo schema e bastò l'opportuno dimensionamento delle molle a elica e dei relativi tasselli di gomma per ottenere il risultato cercato<ref name=":1" />.

Dai carrelli sperimentali 7195CS furono dunque ricavati i carrelli definitivi tipo F71, che vennero provati e messi a punto sulla prima carrozza TEE alla fine del 1970 sui tratti di linea allora disponibili per i 200 &nbsp;km/h, ossia Piacenza-Fidenza della [[Ferrovia Milano-Bologna|Milano-Bologna]] e Pomezia-Latina della [[Direttissima Roma-Napoli]], ottenendo risultati che superarono ampiamente le richieste del capitolato FS, con indici di ''confort'' a 200 &nbsp;km/h pari a 15 ore in affaticamento in verticale e a ben 35 ore in affaticamento trasversale<ref group="Nota">L'indice di ''confort'', definito dalle norme emesse dall'[[Office de Recherches et d'Essais|Office de Recherches et d'Essais (ORE)]] dell'[[Union internationale des chemins de fer|Union Internationale des Chemins de fer (UIC)]], rappresenta il numero di ore di esposizione ai moti vibratori verticali e trasversali dovuti alla marcia del [[veicolo ferroviario]], in capo al quale si inizia a soffrire di una sensazione di affaticamento. Gli indici di ''confort'' verticale e trasversale vengono calcolati mediante rilievi accelerometrici sul veicolo e rapportati alla sensibilità umana mediante diagrammi sperimentali. A parità di caratteristiche e di stato di manutenzione del carrello e della linea ferroviaria, gli indici di ''confort'' verticale e trasversale dipendono dalla velocità del veicolo e peggiorano con il crescere di essa. Cfr. {{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;133-134|TreniFiat}}.</ref>, a fronte del minimo di 10 ore richiesto dal capitolato FS per entrambi i casi<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;136-137|TreniFiat}}</ref>.

Il notevole successo riscosso dalle carrozze TEE, dovuto non soltanto al carrello ma anche agli altri fattori di confortevolezza come l'isolamento acustico, l'arredamento e le comodità offerte, indusse subito le Ferrovie dello Stato a ordinare, oltre alle 48 carrozze per il servizio internazionale TEE, altre 212 carrozze denominate [[Carrozze FS tipo Gran Confort|Gran Conforto]], destinate a formare i cosiddetti "treni bandiera" per le comunicazioni interne di maggior prestigio, facendo sì che il carrello F71 venisse subito costruito in notevoli quantitativi<ref name=":3">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;137|TreniFiat}}</ref>.

Le particolarità tecniche del carrello F71 e il servizio regolare a 200 &nbsp;km/h richiesero dunque un'adeguata organizzazione dei processi di produzione e di controllo, che comportarono lo sviluppo di specifiche attrezzature tali da garantire l'esatta simmetria di tutti gli organi elastici del carrello<ref name=":3" />. La presenza di anomalie veniva evitata mediante la precisione costruttiva dei vari elementi, ma per poterla controllare direttamente sul veicolo completo furono ideati due appositi banchi: col primo venivano effettuati il montaggio finale delle sospensioni di tutti i carrelli e la verifica di eventuali asimmetrie sotto carico delle sospensioni secondarie; col secondo, denominato SAR (Sistema Controllo assetto Rodiggi) veniva controllata la posizione del baricentro della carrozza completa, la simmetria dei carrelli e il diagramma della sospensione trasversale<ref>{{Cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;137-138|TreniFiat}}</ref>.

Questi banchi e altre attrezzature specifiche via via ideate e fatte costruire permisero di affrontare con conoscenza di causa i problemi di sicurezza e confortevolezza sempre più complessi e delicati legati all'esercizio alle alte velocità, rendendo i carrelli F71 i capostipiti di una lunga serie che equipaggiò veicoli italiani e stranieri a partire dal 1970<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;138-139|TreniFiat}}</ref>

Tra i carrelli derivati dal tipo F71 riveste particolare rilevanza per il successo internazionale il tipo FIAT Y0270, derivato direttamente dall'F71 inglobando alcuni particolari del carrello francese Y32, allora in corso di sviluppo, in uno studio in collaborazione con la [[Société nationale des chemins de fer français|Società Nazionale delle Ferrovie Francesi (SNCF)]], che fu scelto nel 1975 per equipaggiare le carrozze unificate europee per servizi internazionali UIC-Z, dette comunemente [[Carrozza Eurofima|carrozze Eurofima]], il cui primo esemplare fu consegnato nel 1997<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;138-141|TreniFiat}}</ref>.

Parallelamente alla complessa vicenda delle carrozze Eurofima, il cui capitolato fu emesso nel 1970<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;138|TreniFiat}}</ref>, i due carrelli sperimentali 7195CS usati per lo studio dell'F71 furono trasformati con la sospensione secondaria di tipo pneumatico (assumendo la denominazione 7219) e provati intensivamente tra il 1973 e il 1975 dando luoogo a una numerosa serie di carrelli per veicoli con forti variazioni di carico, come le carrozze a due piani, le elettromotrici dei gruppi [[Automotrice FS ALe 644|ALe 644]], [[Automotrice FS ALe 724|ALe 724]], [[Automotrice FS ALe 582|ALe 582]], [[Automotrice FS ALe 642|ALe 642]] e le rimorchiate Le 724, Le 884, Le 763, Le 562, Le 764, Le 682, usate dalle FS per i servizi suburbani e a media distanza<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;141|TreniFiat}}</ref>.

Dalla serie originata dal carrello F71 fu derivato nel 1979 il tipo FI, destinato alle carrozze FS per servizi a media distanza [[MDVC]] ed [[MDVE]] con velocità massima di 160 &nbsp;km/h, che fu alleggerito e dotato di ruote di diametro minore per consentire l'abbassamento del pavimento ed eliminare un gradino nei montatoi<ref>{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|pp.&nbsp;141-143|TreniFiat}}</ref>.

Rientrano nella famiglia dei derivati dagli F71 anche i carrelli per le carrozze degli [[Treno FS ETR.500|ETR.500]] entrate in servizio nel 1996, che ne rappresentarono lo sviluppo per le velocità oltre i 250 &nbsp;km/h, caratterizzato dal potenziamento del sistema di frenatura con tre dischi per asse, l'attacco boccole simmetrico e la predisposizione per la sospensione laterale attiva in previsione dell'esercizio regolare a 300 &nbsp;km/h<ref name=":4">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|p.&nbsp;143|TreniFiat}}</ref>.

Benché i carrelli prototipo 7170 fossero nati nel 1965 per le [[Automotrice|automotrici]], essi ebbero subito importanti sviluppi nell'ambito delle [[Carrozza ferroviaria|carrozze]], ma la loro destinazione originaria non fu dimenticata e, non appena il loro sviluppo fu consolidato, essi andarono a sostituire i carrelli di seconda generazione che equipaggiavano dall'origine le [[ALn 668]], divenendo pio di uso generale negli [[Anni 1970|anni settanta]], equipaggiando anche [[tram]] e [[metropolitana|metropolitane]]<ref name=":4" /><ref name=":75">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|tabella p.&nbsp;139|TreniFiat}}</ref>.

Uun altro importantissim sbocco dei carrelli prototipo tipo 7170 del 1965 e 7195 del 1968 fu il tipo 7199 sviluppato nel 1970 per i treni ad assetto variabile [[Pendolino]], che equipaggiò l'elettromotrice sperimentale [[FIAT Y 0160]] nel 1971, l'elettrotreno [[Elettrotreno FS ETR.400|FS ETR.401]] nel 1975, il suo omologo per le [[Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles|ferrovie spagnole]] nel 1977, gli elettrotreni [[Elettrotreno FS ETR.450|FS ETR.450]] nel 1987 e l'[[Automotrice DB 610|autotreno DB 610]] nel 1990<ref name=":5">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|tabella p.&nbsp;139|TreniFiat}}</ref>.

Dal carrello ad assetto variabile 7199 fu infine sviluppato il tipo 460 che equipaggiò gli elettrotreni ad assetto variabile [[ETR.460]] per le FS nel 1992, S 220 per le ferrovie finlandesi nel 1992, l'[[ETR.470]] per la società [[Cisalpino]] nel 1993, l'[[InterCityExpress|ICE-T]] per le ferrovie tedesche nel 1994, l'[[ETR.480]] per le FS nel 1995, il CD-TRAIN per le ferrovia ceche nel 1995, l'[[Elettrotreno RENFE 490|IC 2000]] per le ferrovie spagnole nel 1996 e il Pendoluso per le ferrovie portoghesi nel 1996<ref name=":6">{{cita|Santanera, ''I treni Fiat''|tabella p.&nbsp;139|TreniFiat}}</ref>.

Un altro sviluppo del carrello ad assetto variabile fu il tipo ATR410 destinato al prototipo del Pendolino Diesel-elettrico [[ATR.410]]<ref name=":75" />.