33946 - PROGETTAZIONE DI SISTEMI DI TRASPORTO M

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Città e comunità sostenibili

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente si impadronisce degli elementi di base per la progettazione funzionale dei sistemi di trazione dei veicoli terrestri stradali e ferroviari. Gli argomenti vengono pertanto sviluppati non solamente sul piano teorico ma anche, e soprattutto, su quello pratico progettuale. A tal fine le lezioni sono integrate da esercitazioni in aula.

Programma/Contenuti

L'allievo che accede a questo insegnamento ha assimilato le conoscenze di base inerenti la tecnica e l'economia dei Trasporti.

L'allievo, inoltre, possiede e sa utilizzare gli applicativi informatici della famiglia Office (Excel, PowerPoint, Word). Tutte le lezioni vengono tenute in italiano, è quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Al corso partecipano prevalentemente studenti di ingegneria meccanica e ingegneria civile, con un differente bagaglio tecnico di base di cui il docente tiene conto nel corso dell'insegnamento.

Il corso ha l'obiettivo di affiancare a uno studio teorico concettuale degli argomenti trattati l'aspetto pratico - lavorativo, sono pertanto previsti casi pratici trattati in classe, visite in azienda e seminari con professionisti del settore.

Nell'ambito del corso vengono trattati i seguenti argomenti:

Generalità: definizione di sistema di trasporto. Prestazioni dei veicoli terrestri. Progettazione funzionale e sistemica di un autoveicolo e motoveicolo. Analisi economica del sistema di trasporto, normativa e infrastrutture.

Resistenze al moto: aerodinamica dei mezzi di trasporto stradali e da competizione, fondo piatto e effetto suolo, utilizzo delle ali come strumenti di set-up dell'autovettura. Resistenza al rotolamento dello pneumatico, resistenza del percorso e interazione fra pneumatico e infrastruttura. Analisi tecnica e scelte progettuali. Approfondimento specifico sul cerchio-ruota e sugli pneumatici per autoveicoli e motocicli, dalla produzione alla scelta ottimale di utilizzo. Sperimentazione su modelli. Diagramma di trazione. Caratteristica meccanica.

Sistemi di propulsione: Principi generali di funzionamento. Rendimento, coppia e potenza del motore a stantuffo e del motore a turbina e loro confronto. Cenni sui motori a combustione esterna. Motori alternativi a combustione interna; cicli teorici e reali, confronto fra i vari tipi di motore e particolari problemi per l'impiego nei veicoli terrestri: regolazione, inversione del moto, avviamento, freno motore, sovralimentazione, inquinamento. Cenni sul motore Wankel. Cenni sulle turbine a gas e loro utilizzazione negli autoveicoli. Curve caratteristiche dei vari tipi di motore.

Motori elettrici: Principi generali di funzionamento. Equazioni caratteristiche, rendimento, limiti di potenza. Motori a collettore. Motore asincrono. Motore sincrono. Motore lineare. Curve caratteristiche dei vari tipi di motore. Regolazione classica ed elettronica. Motori a corrente ondulata. Cenni sui rotabili policorrente. Cenni sulla frenatura elettrica. Autoveicoli con motore elettrico.

Trasmissione: Inquadramento generale. Componenti della trasmissione: giunti meccanici (elastico, cardanico, omocinetico, a frizione); giunto idraulico; ruotismi (differenziale, riduttori); modulatori (cambio meccanico e convertitore idraulico). Trasmissioni modulanti per veicoli stradali e ferroviari: meccaniche, idrodinamiche, idrostatiche, elettriche, miste. Confronto tra i vari tipi di trasmissione

Frenatura: generalità, dispositivi di frenatura automotive, curve di aderenza su diverse superfici stradali e spazio di frenatura. Dispositivi di frenatura dei veicoli stradali, sistema ABS e ESC funzionamento tecnico-progettuale e vantaggi pratici per il conducente, progettazione e dimensionamento dell'impianto di frenatura. Calcolo analitico dello spazio di frenatura, esame della decelerazione dinamica del veicolo.

Sterzatura: Sterzatura cinematica: fascia d'ingombro dei veicoli stradali a due o più assi. Sterzatura dinamica, condizione di sovrasterzatura e sottosterzatura; velocità critica. Dispositivi di sterzatura degli autoveicoli.

Sut-up autoveicolo stradale e da competizione: sospensioni, smorzatori viscosi e molle: scelte di progetto e ricerca delle ottimali condizioni di utilizzo in strada e in pista, angoli di set-up tra cui campanatura, convergenza, caster e ackermann; traiettoria ideale e velocitа critica in curva, sovrasterzo e sottosterzo analisi e soluzioni, trasferimento di carico in condizioni dinamiche, analisi della telemetria da parte dell'ingegnere di pista; comportamento dell'autovettura e del motociclo al variare del set-up; differenti manti stradali e scelte tecniche progettuali nella realizzazione della carreggiata, vie di fuga e sistemi di sicurezza passiva dell'infrastruttura.

Sicurezza attiva e passiva nel settore automotive: inquadramento dei sistemi di sicurezza attiva delle autovetture stradali evoluzione e stato dell'arte, sistemi di “Safety assist”. Criteri progettuali e di funzionamento dei sistemi di sicurezza passiva, evoluzione storica dell'air-bag e dei sistemi di ritenuta dei passeggeri, deformazione controllata dell'autoveicolo, l’importanza dei dei crash test per la progettazione dei dispositivi di sicurezza passiva degli autoveicoli, del telaio, abitacolo e infrastrutture. Funzionamento, analisi dei dati e utilizzabilitа della scatola nera automotive.

Ricostruzione della dinamica e della cinematica dei sinistri stradali: tecniche d’indagine, principi e applicazioni di relazioni fisiche-matematiche, crash-test e metodi empirici, visuale reciproca degli utenti della strada dall'interno dell'abitacolo. Analisi e risoluzione di casi pratici.

Esercitazioni: Progettazione funzionale del sistema di trazione (motore, trasmissione, ruote motrici) di veicoli stradali (autovetture, autocarri, autobus, autoveicoli elettrici). Progettazione dell'impianto di frenatura e di sterzatura di un veicolo stradale. Ottimizzazione del set-up dell'autovettura in relazione alle indicazioni del conducente/pilota. Ricostruzione semplificata di sinistri stradali.

Testi/Bibliografia

G. Genta, Meccanica dell'Autoveicolo; Evaristo Principe, Nozioni sui veicoli FS per viaggiatori; Evaristo Principe, Nozioni sui veicoli FS per trasporto merci; A. Orlandi, Meccanica dei Trasporti; L. Piano, La sicurezza passiva degli autoveicoli

Metodi didattici

Le lezioni e le esercitazioni vengono tenute in aula, non sono previsti laboratori.

Sono previste alcune visite in azienda, riservate agli studenti iscritti al corso. Le visite organizzate sono soggette alla disponibilità delle aziende ospitanti durante il periodo del corso. Negli anni passati sono state coinvolte:

- Ducati Motor Holding, visita allo stabilimento produttivo, visita al laboratorio Fisica in Moto con prove pratiche di smontaggio e montaggio di componenti meccanici come frizione e sistema di distribuzione desmodromico, test e approfondimenti sulla forza-impulso. Prove pratiche di attrito, coppia, potenza, conservazione della quantitа di moto, effetto giroscopio. Pranzo nella mensa aziendale all'interno dello stabilimento;

- Maserati: visita guidata allo stabilimento produttivo e museo;

- Lamborghini: visita guidata allo stabilimento produttivo e museo;

- Ferrari: visita guidata allo stabilimento e museo;

- Toro Rosso: visita guidata dello stabilimento;

- Galleria del vento: visita guidata da un tecnico altamente qualificato allo stabilimento, funzionamento della galleria del vento e analisi dei dati aerodinamici.

Durante il corso sono previsti seminari specialistici di approfondimento tenuti da professionisti operanti nel settore, team Motorsport, piloti.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento verte sulla presentazione di un elaborato tecnico scelto dallo studente fra le tracce proposte dal docente all'inizio del corso. La tematica, inerente agli argomenti trattati nel corso, dovrà essere sviluppata e approfondita autonomamente dallo studente. Qualora la tematica comprenda l'esecuzione di prove pratiche è possibile sviluppare il progetto in coppia.

In sede di esame è richiesta la consegna dell'elaborato .pdf e l'esposizione di una presentazione Powerpoint della durata di 10 minuti circa. L'esposizione è seguita da un colloquio orale, nell'ambito del quale al candidato vengono sottoposte alcune domande sugli argomenti trattati nel corso.

Il grado di approfondimento del proprio elaborato tecnico e il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi affrontati a lezione congiunta alla loro utilizzazione critica, la dimostrazione del possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico saranno valutati positivamente.

La conoscenza per lo più meccanica e/o mnemonica della materia, capacità di sintesi e di analisi non articolate e/o un linguaggio corretto ma non sempre appropriato porteranno a valutazioni discrete; lacune formative e/o linguaggio inappropriato - seppur in un contesto di conoscenze minimali del materiale d'esame - condurranno a voti che non supereranno la sufficienza.

Lacune formative, linguaggio inappropriato, mancanza di orientamento all'interno dei materiali bibliografici offerti durante il corso non potranno che essere valutati negativamente.

Strumenti a supporto della didattica

Il docente fornisce materiale didattico e slide.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alfonso Micucci

Consulta il sito web di Mattia Strangi