Costruzione di Motoveicoli

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica – A.A 2018/19

Appunti di Costruzione di Motoveicoli

Sommario

1 Classificazione dei veicoli ............................................................................................................. 5

1.1 L1e ......................................................................................................................................... 6

1.1.1 L1e-A .............................................................................................................................. 6

1.1.2 L1e-B............................................................................................................................... 6

1.2 L2e ......................................................................................................................................... 6

1.2.1 L2e-U .............................................................................................................................. 6

1.2.2 L2e-P ............................................................................................................................... 7

1.3 L3e ......................................................................................................................................... 7

1.3.1 L3e-A1 ............................................................................................................................ 7

1.3.2 L3e-A2 ............................................................................................................................ 7

1.3.3 L3e-A3 ............................................................................................................................ 7

1.3.4 L3e-AxE ........................................................................................................................... 7

1.3.5 L3e-AxT ........................................................................................................................... 7

1.4 L4e ......................................................................................................................................... 8

1.5 L5e ......................................................................................................................................... 8

1.5.1 L5e-A .............................................................................................................................. 8

1.5.2 L5e-B............................................................................................................................... 8

1.6 L6e ......................................................................................................................................... 8

1.6.1 L6e-A .............................................................................................................................. 8

1.6.2 L6e-B............................................................................................................................... 8

1.7 Requisiti di sicurezza ............................................................................................................. 9

2 Telai Motociclistici ..................................................................................................................... 10

2.1 Telaio a traliccio................................................................................................................... 11

2.2 Telaio a culla ........................................................................................................................ 13

2.3 Telaio a struttura mista ....................................................................................................... 14

2.4 Telaio monoscocca .............................................................................................................. 14

2.5 Telaio monotrave ................................................................................................................ 14

2.6 Telaio multitubolare ............................................................................................................ 15

2.7 Telaio perimetrale ............................................................................................................... 15

2.8 Passi di progettazione di un telaio ...................................................................................... 16

2.9 Analisi modale ..................................................................................................................... 20

3 Sospensioni Motociclistiche ....................................................................................................... 22

3.1 Ammortizzatori .................................................................................................................... 23

2

3.2 Sospensioni a forcella telescopica ....................................................................................... 26

3.3 Sospensioni a braccio oscillante .......................................................................................... 29

3.4 Sospensioni a quadrilatero .................................................................................................. 32

3.5 Telelever .............................................................................................................................. 35

3.6 Piaggio MP3 ......................................................................................................................... 37

3.7 Sospensioni Posteriori ......................................................................................................... 40

3.7.1 Ammortizzatori posteriori ............................................................................................ 40

3.7.2 Pro-Link (Honda) .......................................................................................................... 42

3.7.3 Uni-Track (Kawasaki) .................................................................................................... 43

3.7.4 Full-floater (Suzuki) ...................................................................................................... 43

3.7.5 Monocross (Yamaha) ................................................................................................... 43

3.7.6 Parametri di valutazione della risposta di una sospensione ....................................... 44

4 Freni motociclistici ..................................................................................................................... 45

4.1 Disco freno .......................................................................................................................... 45

4.2 Pinze freno ........................................................................................................................... 46

4.3 Pompe freno ........................................................................................................................ 46

5 Trasmissioni motociclistiche ...................................................................................................... 48

5.1 Trasmissione a catena ......................................................................................................... 48

5.2 Trasmissione a cinghia dentata ........................................................................................... 50

5.3 Trasmissione ad albero........................................................................................................ 50

5.4 Polo dei momenti ................................................................................................................ 51

5.4.1 Catena .......................................................................................................................... 51

5.4.2 Albero cardanico .......................................................................................................... 53

6 Cambio motociclistico ................................................................................................................ 54

6.1 Cambio sequenziale............................................................................................................. 54

6.2 Cambio in presa diretta ....................................................................................................... 54

6.3 Cambio in cascata di ingranaggi .......................................................................................... 56

6.4 CVT ....................................................................................................................................... 57

7 Frizioni motociclistiche .............................................................................................................. 59

7.1 Frizione ad asservimento di coppia ..................................................................................... 60

8 Dinamica del Motociclo ............................................................................................................. 63

9 Guida del motociclo ................................................................................................................... 71

10 Manovra di frenatura e sistemi di assistenza ............................................................................ 76

10.1 Frenatura ideale ............................................................................................................... 79

3

10.2 Sistemi di assistenza alla frenata ..................................................................................... 82



10.2.1 CBS Combined Braking System ............................................................................... 82



10.2.2 ABS Antilock Braking System ................................................................................... 83

11 Sicurezza del motociclo .............................................................................................................. 85

11.1 Manovra Evasiva .............................................................................................................. 88

11.2 Caduta .............................................................................................................................. 89

11.2.1 Low side........................................................................................................................ 90

11.2.2 High side ....................................................................................................................... 90

11.3 MSC Motorcycle Stability Control (ABS Cornering) ......................................................... 92

4

1 Classificazione dei veicoli

Definire in maniera chiara le categorie dei veicoli è essenziale per la competitività dell’industria

automotive. Le categorie suddividono i veicoli al fine di avere normative ben distinte tra veicoli

appartenenti a categorie differenti. Tale suddivisione garantisce anche di avere un mercato unico;

posso cioè omologare un veicolo in un paese europeo, e poi tale omologazione vale per tutti i paesi

appartenenti alla comunità Europea.

In futuro l’omologazione Europea è probabile che venga estesa a livello mondiale.

Le categorie di veicoli principali sono:

M Veicoli per il trasporto passeggeri

N Veicoli per il trasporto di beni

L Veicoli a 2,3 o 4 ruote

T Veicoli per uso agricolo e forestale

I veicoli appartenenti alle categorie M e N sono classificati come

 Veicoli ad uso leggero (auto, vans, ecc)

 Veicoli ad uso pesante (camion, bus, ecc)

Nel corso ci occuperemo prevalentemente dei veicoli di categoria L quali motocicli, tricicli e

quadricicli. A proposito di tale categoria la nuova normativa di omologazione prevede una riduzione

delle emissioni ed un aumento degli standard di sicurezza.

Figura 1-1 Suddivisione categoria L

L’immagine sopra mostra le categorie secondarie in cui si suddivide la categoria L; mentre

nell’ultima riga vi sono riportati i limiti per i quali i veicoli rientrano nelle varie sotto categorie.

5

Vi sono altresì dei limiti per i quali i veicoli non sono soggetti alla regolamentazione EU 168/2013 e

quindi non sono soggetti a omologazione, targatura e copertura assicurativa.

 < 6/ℎ

Veicoli la cui

 Veicoli designati per persone diversamente abili

 Veicoli per competizioni

 Veicoli per la difesa, servizio antincendio, servizio medico

 Veicoli per servizio agricolo e forestale

 Veicoli per uso fuoristradistico

 Biciclette a pedalata assistita nelle quali la potenza continua del motore elettrico sia al

250 . 25 /ℎ

massimo In più l’assistenza deve cessare quando si raggiungono i

 Veicoli senza posti a sedere

 < 540

Veicoli che hanno un qualsiasi posto a sedere che abbia il punto R ad un’altezza

< 400

o in base alla categoria del veicolo alla quale dovrebbe appartenere in base agli

altri parametri

La propulsione dei veicoli può essere data da

 Motori a combustione interna

o Ad accensione comandata

o Ad accensione spontanea

 

Turbine, motore rotativo considerati a livello normativo come quelli a combustione

interna

 

Motori ad aria compressa non emettono livelli di inquinanti o gas inerti più elevati di quelli

presenti nell’ambiente. Dal punto di vista dello stoccaggio e alimentazione dell’aria

compressa sono considerati del tutto analoghi ai veicoli operanti a combustibile gassoso.

 Motore elettrico

 Veicolo ibrido combina due o più sistemi di propulsione precedenti

1.1 L1e

1.1.1 L1e-A

Rientrano in questa categoria le bicilette a pedalata assistita. L’assistenza della propulsione (< 1000

≤ 25 /ℎ.

W continuativi) deve interrompersi a

1.1.2 L1e-B

I veicoli che appartengono a questa categoria sono detti ciclomotori a due ruote e devono avere

 3

≤ 50

Cilindrata del motore

 ≤ 45 /ℎ

Velocità massima

 ≤ 4000

Potenza massima continua

Sono sostanzialmente tutti i veicoli che soddisfano tali condizioni ma non rientrano nella L1e-A

1.2 L2e

1.2.1 L2e-U

Ciclomotori a tre ruote progettati per il trasporto di beni con un piano di carico orizzontale aperto

o chiuso. Tale piano deve soddisfare la seguente equazione:

6

( × ) ≥ 0.3 × ( × )

;

Dove sono rispettivamente lunghezza e larghezza.

Inoltre:

 il piano di carico deve essere chiaramente separato tramite un setto rigido dall’area riservata

agli occupanti del veicolo

 3

600

Tale piano deve essere in grado di portare un volume minimo di

1.2.2 L2e-P

Veicoli L2e destinati al trasporto di passeggeri e che non rientrano nella categoria L2e-U

1.3 L3e

Questa è la categoria più ampia e dove ci concentreremo per il corso. Qui vi rientrano le motociclette

a due ruote. Non ci sono limiti per la massa, che è dichiarata dal costruttore. In questa categoria

confluiscono tutti i veicoli che non rientrano nella categoria L1e

1.3.1 L3e-A1

Motociclette a basse prestazioni che soddisfino i seguenti requisiti:

 3

≤ 125

Cilindrata

 ≤ 11

Potenza continuativa massima

 ≤ 0.1 /

Rapporto potenza/peso

1.3.2 L3e-A2

Motociclette di medie prestazioni aventi:

 ≤ 35

Potenza continuativa massima

 ≤ 0.2 /

Rapporto potenza/peso

1.3.3 L3e-A3

Motociclette L3e che non rientrano nelle altre due categorie

1.3.4 L3e-AxE

Motociclette enduro che presentano

 ≥ 900

Altezza della sella

 ≥ 310

Luce a terra

 ≥ 6

Rapporto di riduzione nella marcia più alta

 ≤ 140

Massa in ordine di marcia

 Nessun posto per il passeggero

PS: la x nel nome sta, di volta in volta per 1,2,3 a seconda delle potenze inquadrate nelle precedenti

definizioni.

1.3.5 L3e-AxT

Motociclette da trial che presentano

 ≤ 700

Altezza della sella

 ≥ 280

Luce a terra 7

 ≤ 4

Capacità del serbatoio

 ≥ 7.5

Rapporto di riduzione nella marcia più alta

 ≤ 100

Massa in ordine di marcia

 Nessun posto per il passeggero

1.4 L4e

In tale categoria rientrano tutte le motociclette che non rientrano nella L3e ed in più le motociclette

con sidecar che rispettino le seguenti condizioni:

 Massimo quattro posti incluso il guidatore

 Massimo due posti nel sidecar

 Nessun limite sulla massa

1.5 L5e

Tutti i veicoli a tre ruote che non rientrano nella L2e e Tricicli a motore aventi

 ≤ 1000

Massa in ordine di marcia

1.5.1 L5e-A

Veicoli di categoria L5e che non rientrino nella L5e-B e che abbiano al massimo cinque posti incluso

il sedile per il guidatore.

1.5.2 L5e-B

Tricicli commerciali caratterizzati da

 Compartimento chiuso per i passeggeri con al massimo tre posti incluso il guidatore

 Progettati per il trasporto beni con un piano di carico orizzontale aperto o chiuso che rispetti

( × ) ≥ 0.3 × ( × )

la seguente equazione

 il piano di carico deve essere chiaramente separato tramite un setto rigido dall’area riservata

agli occupanti del veicolo

 3

600

Tale piano deve essere in grado di portare un volume minimo di

1.6 L6e

Quadricicli leggeri aventi

 Quattro ruote

 ≤ 45 /ℎ

Velocità massima

 ≤ 425

Massa in ordine di marcia

 3 3

≤ 50 ≤ 500

Cilindrata se spinto da un motore ad accensione comandata, oppure

se spinto da un motore ad accensione per compressione

 Massimo due posti incluso il guidatore

1.6.1 L6e-A

 Veicoli L6e che non rientrano nei criteri L6e-B

 ≤ 4000

Potenza massima continua

1.6.2 L6e-B

Quandrimobili aventi 8

 Compartimento per guidatore e passeggeri chiuso e con al massimo tre posti

 ≤ 6000

Potenza massima continuativa

1.6.2.1 L6e-BU

 Veicoli L6e-B progettati per il trasporto beni con un piano di carico orizzontale aperto o

( × ) ≥ 0.3 × ( × )

chiuso che rispetti la seguente equazione

 il piano di carico