Appunti meccanica del veicolo

Appunti di meccanica del veicolo

Sterzatura cinematica

Anno 2020 – 2021

Vincoli di mobilità nel contatto ruota–suolo. Anolonomia della condizione di puro rotolamento di una ruota sottile rigida su un piano. Numero di gradi di libertà e dimensione dello spazio delle configurazioni di meccanismi con vincoli anolonomi: bicicletta, rimorchio a due ruote, triciclo, autoveicolo con ruote direttrici sterzate, autoveicolo con sospensione isostatica e meccanismo di sterzo. Sterzatura cinematica di un veicolo a quattro ruote (condizione e percentuale di Ackermann). Esempio di meccanismo di sterzo (Bourlet) che soddisfa la condizione di Ackermann. Meccanismi di Jeantaud e Panhard (cenni). Sterzatura di veicoli con più di due assi; sterzatura integrale (cenni). Sterzatura cinematica dei rimorchi. Rimorchio a due ruote trainato in rettilineo e su rotonda; rimorchi a due assi.

Dinamica longitudinale e cambi di velocità

Anno 2020 – 2021

Equilibrio dinamico di un veicolo a due assi su traiettoria rettilinea: equazioni per il calcolo delle componenti normali e tangenziali delle reazioni del suolo sulle ruote. Coefficiente di rotolamento e sua dipendenza dalla velocità. Momento motore alle ruote. Attrito volvente ed impegno di aderenza in ruote motrici e trascinate. Massima accelerazione, massima pendenza superabile, massima velocità raggiungibile. Caso del veicolo a trazione integrale, con ripartizione ottimale delle forze traenti. Potenza necessaria all’avanzamento a velocità costante. Rapporto di trasmissione che rende massima la velocità di avanzamento. Frazioni continue per l’approssimazione di un rapporto di trasmissione. Scelta del primo rapporto di trasmissione (criterio della pendenza massima superabile). Distribuzione dei rapporti, in progressione geometrica e pseudo–geometrica. Prestazioni in accelerazione di un veicolo, con riduzione al telaio del veicolo e all’albero motore. Tempo e spazio necessari per passare da una velocità ad un’altra, in accelerazione. Scelta dei rapporti intermedi per minimizzare il tempo di passaggio da una velocità ad un’altra. Consumo per unità di percorso e dipendenza da velocità di avanzamento e rapporto del cambio. Condizioni di marcia che minimizzano il consumo per unità di percorso. Effetto dell’inserimento accidentale di due rapporti nel cambio. Generalità su cambi a ruote spostabili e cambi con innesti a denti frontali. Sincronizzatori a cono d’attrito con pressori a sfera. Disposizione ottimale dei sincronizzatori in un cambio; determinazione del momento d’inerzia ridotto delle inerzie da sincronizzare; lavoro di sincronizzazione in accelerazione e scalata. Chiavistelli (cenni). Esempi: cambio Lancia K, cambio Volvo, cambio a 16 rapporti, con splitter e riduttore di gamma, cambio a due frizioni, innesto Zeroshift. Analisi cinematica e statica di generico rotismo a due gradi di libertà, senza attrito. Reazione sul telaio di rotismo a due gradi di libertà (caso particolare di momento nullo). Esempi di cambi epicicloidali con inserimento dei rapporti mediante freni e frizioni (Ford T). Condizione di montaggio di ruote dentate cinematicamente ridondanti al fine di distribuire il carico su un numero superiore di contatti.

Differenziali e ripartitori di coppia

Anno 2020 – 2021

Differenziali

Differenziali a ruote coniche e a ruote cilindriche. Accelerazione di autoveicolo con differenziale libero ed una delle due ruote motrici in condizioni di aderenza nulla. Analisi di due diverse modalità di bloccaggio. Rendimento del differenziale con attrito coulombiano nel moto curvo. Comportamento nel moto curvo (trazione e rilascio); pattinamento della ruota motrice interna. Definizioni di etorque bias locking effect. Differenziale con giunto viscoso.