SPECIALE: progettare e costruire un’auto solare (QUARTA E ULTIMA PUNTATA)

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Fig. 8. Alcune soluzioni realizzative. Nella foto, particolare della sospensione con giunto sferico in fibra di carbonio

Questa è l’ultima puntata del nostro speciale dedicato alla progettazione e costruzione di un’auto solare. Nelle puntate precedenti abbiamo parlato di:

Fig. 8.Alcune soluzioni realizzative. Nella foto, particolare della sospensione con giunto sferico in fibra di carbonio
Fig. 8. Alcune soluzioni realizzative. Nella foto, particolare della sospensione con giunto sferico in fibra di carbonio

Giunto sferico

Data la modesta potenza motrice, è stato necessario approntare una progettazione del veicolo tale da minimizzare i pesi, gli attriti e tutte le possibili sorgenti di dissipazione energetica. Da questo punto di vista, la sospensione anteriore si è rivelata essere uno dei componenti più critici: deve infatti assicurare stabilità di marcia e garantire ridotte dissipazioni energetiche ma, contestualmente, deve essere caratterizzata da un peso contenuto e da un’elevata affidabilità poiché su di essa grava tutto l’avantreno dell’auto. Il collegamento balestra-ruota avviene attraverso un perno di attacco posizionato in un elemento triangolare che serve da collegamento tra ruota-sospensione-smorzatore. Questo giunto sferico in carbonio [fig. 8] deve garantire che ci sia precisione dimensionale e di accoppiamento, con tolleranze molto ristrette. Affinché venga assecondata la precisione del movimento trasferito dalla sospensione alla macchina, è indispensabile che questo componente abbia una correttezza delle dimensioni strettamente accurate.

Sterzo

Il veicolo è equipaggiato con un sistema di sterzo non convenzionale, progettato al fine di risolvere due difetti legati ai sistemi tradizionali (es. Ackermann):

  • vibrazione o oscillazione del volante dovuto al movimento delle sospensioni.
  • scarsa precisione sulla collimazione dei centri di istantanea rotazione delle ruote per ogni angolo di sterzo.

Riguarda al primo aspetto, il nuovo sistema di sterzo rende i movimenti delle sospensioni indipendenti dalla rotazione del volante. In questo modo l’angolo di sterzata rimane inalterato in ogni condizione permettendo così di incrementare la precisione di guida e la stabilità del veicolo specialmente in curva e su strade sconnesse. Per quanto riguarda il secondo aspetto, il nuovo sistema di sterzo è stato progettato al fine di rendere i centri di istantanea rotazione di ogni ruota, coincidenti in uno stesso punto per ogni angolo di sterzo. Questa condizione consente di incrementare la stabilità e ridurre i consumi dovuti a variazioni di convergenza non volute.

Freni

Particolare del freno
Fig. 9. Particolare del freno

Si tratta di freni a disco con doppio impianto idraulico appositamente progettati [fig. 9]. Le nuove pinze freno, realizzate completamente in fibra di carbonio, sono state pensate al fine di combinare l’efficienza di frenata con le necessità di riduzione il peso del veicolo. Il nuovo sistema frenante presenta:

  • ottimizzazione del sistema di rilascio delle pastiglie;
  • miglior raffreddamento dei pistoncini e delle pastiglie;
  • eliminazione delle forze tangenziali sui pistoncini. Queste forze sono dovute alla frizione tra dischi e pastiglie; in queste nuove pinze le forze sono scaricate integralmente sul corpo pinza senza interferire con i pistoncini.
  • freno di stazionamento integrato nella pinza

Tutto ciò permette di ridurre il peso del dispositivo del 40%, ottimizzando al tempo stesso il funzionamento dell’impianto frenante.

Ruote

Ruota
Fig. 10. Ruota

La particolarità della ruota consiste nell’essere di tipo lenticolare, carenata, ovvero piena con una struttura in fibra di carbonio senza la presenza dei raggi o di sostegni dal bulbo [fig. 10]. Ciò si concretizza nella capacità di questa ruota di rotolare con maggior fluidità, di non produrre vortici, di mantenere il flusso aerodinamico più costante e senza alterazioni. Per la realizzazione delle ruote si è ricorso all’uso di uno stampo combinato carbonio-alluminio. La parte in carbonio dello stampo è stata introdotta come soluzione al perfetto assemblaggio che la ruota deve necessariamente avere all’interfaccia con il motore. Le ruote montano gomme Michelin a basso attrito di scivolamento appositamente sviluppate per veicoli solari.

Conclusioni

Fig. 9.Concept di nuovo veicolo solare (cortesia Marko Lukovic)
Fig. 11. Concept di nuovo veicolo solare (cortesia Marko Lukovic)

Dopo la partecipazione dell’attuale veicolo al World Solar Challenge Australiano nel 2011 e nel 2013 che ne ha consentito il perfezionamento tecnico, nonché all’Abu Dhabi Solar Challenge 2015 che ne ha garantito una ampia visibilità, la prossima sfida deve essere di altro tipo. Si presenta ora il momento di pensare a un nuovo futuro, a un veicolo nuovo: una utilitaria a 4 posti, adatta a circolare per le strade [fig. 11]. Ed è con questo intento Onda Solare cerca partner e sponsor interessati che credano in un mondo più pulito e a mobilità sostenibile. Perché per noi, risparmiare, non significa rinunciare a un beneficio ma goderne appieno.

 

Riferimenti

Il progetto Onda Solare è supportato da un numero incredibile di appassionati: da esperti ingegneri, ricercatori, studenti, fino a semplici curiosi, piccoli medie e grandi aziende, persino qualche istituzione pubblica o finanziatore privato. È impossibile citarli tutti. All’Università di Bologna, i docenti di riferimento sono Claudio Rossi per la parte di elettrica e Andrea Zucchelli per la meccanica.

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