Domande esame prof Gobbi

C

AB

: = @ ∗ &' = → 1 = D@'! = √1 ∗ 9,81 ∗ 100 ≈ 31 &/M

? 9

Minimo raggio di curva percorribile a 50 km/h con coefficiente di aderenza pari a 1

C C

AB B

: = @ ∗ &' = → ! = = 19,6 &

? 9 NO

Aerodinamica

Resistenza aerodinamica (spiegare origine della formula)

SN SN

Dipende dalla velocità [m/s], densità aria la viscosità dell’aria dimensioni del

Q R U, @ R U,

T

A AV

[ \ ] ^

veicolo [m]. Per il principio di similitudine . Per

: = #(W, Q, 1, @) → : = XYMZ ∗ W ∗ Q ∗ 1 ∗ @

\ ] ^ ^

A SN A SN O

[ 0 0

l’omogeneità dimensionale _' ∗ = & ` a ` a ` a → : = XYMZ ∗ W Q1 ` a → : =

C T

V A V A∗V bcB

bcB e

0 0 0 dove . è dovuto alla forma, più il

XYMZ ∗ W Q1 d ` a = fQ1 5 (!h) 5 = 5 + 5 + 5 5

g g gi g[ gj gi

O 0

corpo è tozzo, più è grande. è la componente aerodinamica dovuta alla viscosità del fluido.

5

g[

Piccole si scambiano tra il fluido e il corpo. è il coefficiente indotto dalla portanza.

k 5

gj

Resistenza aerodinamica di corpi tozzi o allungati

Arrotondando il corpo si guida la vena riducendo la zona di depressione finale.

Tipi di gallerie del vento, pro e contro

La camera chiusa consuma meno perché il fluido ha perdite ma torna al motore con una certa

velocità. Però la temperatura dell’aria salirà e quindi andrà inserito un sistema di

condizionamento. Il principale problema delle gallerie del vento è che il veicolo è fermo e l’aria si

muove. Nella realtà è l’opposto. Essendoci azioni tangenziali tra il fluido e il pavimento per la

viscosità dell’aria, cambia la velocità vicino al suolo e quindi sarà diversa la pressione sotto il

veicolo. Esistono 4 possibili soluzioni: si solleva la vettura dal suolo in modo tale di avere la

velocità corretta del fluido sotto la vettura, ma comunque in uscita si avrà una velocità errata. In

alternativa si soffia dell’aria nella zona inferiore del veicolo oppure si mette la vettura su un

tappeto mobile che viaggia alla velocità della vena ma è molto costoso. Infine si può aspirare lo

strato limite inferiore facendo così traslare il profilo di velocità in basso.

Raddoppiando la velocità, da 10m/s a 20 m/s la potenza resistente di quanto aumenta

circa?

La potenza resistente va col cubo della velocità e quindi raddoppiando la velocità la potenza

aumenta circa di 8 volte.

Propulsione

Iperbole di trazione. Commentare. : = @ ∗ %

g g,A[g A

A[

Confronto orientativo dei motori per autotrazione

Relazione coppia massima-potenza

Ibridi serie e parallelo Serie: o solo elettrico o solo endotermico, motore

deve girare in range di giri ristretto, molto passaggi e

quindi minor rendimento.

Parallelo: si possono combinare i due motori, ci sono

meno passaggi e quindi il rendimento è maggiore e in

più, essendoci il cambio, si possono gestire giri del

motore diversi.

Definizione della massima velocità del veicolo, data la curva di potenza del motore

La max velocità si trova come intersezione tra la curva di potenza motore per la marcia più lunga e

la curva di potenza resistente.

Frizione Cambio e Giunti

Perché è introdotto il cambio nei veicoli con motore a c.i.?

Per sfruttare la potenza in tutto il diagramma di velocità. Con il cambio si può ottenere una curva

del motore che approssima l’iperbole reale di trazione. È anche necessario per avviare il veicolo e

portarlo alla velocità minima del motore. Inoltre i giri del motore sono troppo alti per essere

trasmessi alle ruote.

Schema cambio CVT

Due pulegge collegate tra loro da una cinghia. Ogni puleggia è costituita da due tronchi di cono

che si possono muovere lungo l’asse. Avvicinando o allontanando le due facce della puleggia, è

possibile variare il diametro utile su cui scorre la cinghia, che è costretta a

scendere e salire lungo i fianchi della puleggia. La variazione dei diametri delle

due pulegge consente la variazione della marcia, dato appunto dal rapporto tra i

due diametri. La cinghia è costituita da lamine che lavorano a compressione. Ciò

implica basse coppie trasmissibili e molto rumore. Audi sostuì tale cinghia con

una catena di cui lavorava il ramo teso in modo tale da poter trasmettere coppie

più alte.

Schema giunto idraulico

Schema convertitore di coppia

Nel giunto idraulico c’è una pompa che dà energia cinetica al fluido e una turbina che

l ∗o

mn mn

converte l’energia cinetica in E meccnaica. = @ ∗ k = r → r = k.

o ∗l

pq pq

Nel convertiotre di coppia si aggiunge uno statore collegato a terra in modo tale da

poter fornire in uscita più coppia di quella in ingresso. s + s + s = 0. r =

e 0 t

o l

C C = @k

o l

v v

La coppia dello statore cala fino a diventare nulla e

successivamente negativa. Montando una ruota libera,

questa porta M3 negativa a zero e si ottiene la seguente

curva:

Irregolarità periodica (x )

|l b

yz{ ypq

Motore presenta un’irregolarità periodica definita come . è la

w = = ΔW

C

(Ä )l

l ÅÄ

y Ç

y}~ y}~

differenza tra il lavoro attivo e resistente in un ciclo. Per ridurla si utilizza il volano che aumenta il

momento d’inerzia.

Equazione fondamentale delle trasmissioni meccaniche

Ñ o l o l

m C C C C

r= = = @. = k. → r = @k. ÖhÜ 'áàâZY s = s → @ = 1 → r = k

0 e

Ñ o l o l

} v v v v

Schema costruttivo di un innesto a frizione.

Oggi si usano molle a diaframma perché molle ad elica diventano sempre più dure

mentre quelle a diaframma hanno una caratteristica più favorevole. Inoltre con questa molla il

precarico nonostante l’usura non scende mai al di sotto di un valore prefissato.

Coppia trasmissibile di un innesto a frizione

0ë ê0 ì

Se costanti e

ä h k k = @ ∗ ä ⇒ å = äQéQéè = ⋯ → ä = ; s =

∫ ∫ ï

C C

. êe )

ë(ê0 |êe

T T

ó ê0 |êe

0 .

2∫ ∫ @ ∗ ä ∗ Q éQéè = ⋯ . → s = @å

ï C C

t ê0 |êe

Nel caso in cui p non sia costante a causa dell’attrito si utilizza l’ipotesi di Reye :ä = ä(ò) → s =

ï

.

2@å ∗ ò

Aô^jö

Cambio in linea: schema

Ingranaggio epicicloidale: in quale cambio è inserito (schema di massima)

Cambio trasversale (con contralbero di rinvio): schema

Definizione dei rapporti al cambio

È il rapporto tra la velocità di rotazione della ruota e quella dell’albero motore. Prima si ù pûv

definiscono e poi e poi si trovano gli altri con il criterio di progressione geometrica

k k =

õ ú ù p

p

ù °

ü

` a

ù †

Funzione del sincronizzatore

Consente di rendere pressoché uguali le velocità periferiche di due

ingranaggi nel momento in cui vengono a imboccare uno con l’altro

l

applicando una coppia dove I è l’inerzia dell’albero primario e di

5 = ¢

V ï

tutto ciò a cui è connesso. Questa coppia è generata dall’anello

sincronizzatore che, grazie alle superfici coniche e alla forza impressa dalla

leva del cambio, porta tutti gli elementi ad avere la stessa velocità. Le

superfici sono coniche perché permettono di avere una forze tangenziali (k alte anche con

= @ä)

8

forze basse. Infatti: . Si vuole evitare il piantaggio del sincronizzatore: la

ä = \∗0ëê Vô£§

v

componente che fa staccare il sincornizzatore è pari a La forza di attrito statico in

ä ∗ Mhâ,.

direzione orizzontale (@ invece tende a far attaccare il componente. Quindi

∗ ä ∗ XYM,) @ < Z¶â,.

Per quindi solitamente si utilizzano 7-8°.

@ = 0,1 → , > 6

8 ê 8

~

)ò .Coppia di centraggio .

k = @ ∗ 5 = k(®2©ò 5 = < 5

V e e ] V

\∗0ëê ∗Vô£§ ï[£™

v

Eseguire lo schizzo di un appoggio (con cuscinetto) di albero di cambio (con alloggiamento

Eseguire lo schizzo di un albero a gomiti

Cambio a doppio innesto a frizione

Si hanno due innesti a frizione multidisco. Non si ha interruzione di coppia poiché quando stacco

uno si è già inserito l’altro. Infatti ci sono due alberi secondari, uno per marce pari e uno per marce

dispari. Il transitorio crea una maggiore usura e dissipazione perché per un brevissimo istante di

tempo saranno innestate due marce contemporaneamente.

Eseguire lo schizzo di uno spingi-disco di innesto a frizione

Differenziale

Calcolo coppie in uscita da differenziale libero

l o o

C´ C T

Ipotizzo = k = −1 s ¨ + s ¨ + s ¨ = 0 → = −1 −

. e t 0 t t t

l o o

v´ v v

o l o ≠ o ≠o

C C´ C T T

Mettendo a sistema si ricava .

= −r → = − = r. s = − , s = −

e 0

o l o ù ≠Åe ≠Åe

v v´ v Æ

Rendimento del differenziale a scorrimento limitato (giustificare)

Rendimento molto basso per far si che anche se una ruota è sollevata dal suolo, l’altra portà

trasmettere a terra una forza non nulla poiché M1 e M2 sono pari a… (vd domanda sopra).

Schema differenziale libero

Schema differenziale sensibile al momento motore

Sospensioni

Percezione delle vibrazioni da parte del corpo umano

Le vibrazioni sono percepite con la vista, l’udito, il

tatto e il sistema cinestetico ma la percezione è

molto soggettiva. Esistono però delle norme che

stabiliscono le prove e i parametri da seguire per la

progettazione di un veicolo. Per esempio, la norma

ISO 2631 riporta le curve di isoaffaticamento, grafici

aventi sull’ascissa la frequenza e in ordinata

l’ampiezza. Si nota che in verticale le frequenze tra 4 e 8 Hz sono molto fastidiose poiché sono le

frequenze di risonanza degli organi interni. In laterale sono critiche le frequenze basse.

Sospens