L’insegnamento è rivolto a studenti motivati ad approfondire gli aspetti della progettazione di un veicolo e dei suoi principali sottosistemi. A tal fine viene fornita una descrizione degli aspetti funzionali e delle caratteristiche meccaniche e costruttive dei principali sottosistemi che compongono un autoveicolo. L’analisi di soluzioni esistenti sul mercato permette di approfondire le configurazioni, motivandole poi in base alle ricadute sulle prestazioni dell’autoveicolo. L’analisi quantitativa dei sistemi presi in esame viene inoltre effettuata con il criterio di valutare le ricadute a livello di aspetti quali prestazioni, consumi energetici, sicurezza.

Lo studente deve apprendere la configurazione costruttiva dei principali sottosistemi di un autoveicolo, i criteri di progettazione, le caratteristiche meccaniche e le relative ricadute a livello di sistema veicolo.

Lo studente deve possedere le conoscenze di base della meccanica applicata, della costruzione di macchine e deve avere familiarità con i metodi usati nel calcolo strutturale. E’ inoltre richiesta una buona attitudine alla rappresentazione grafica tramite disegni, schizzi e all’interpretazione di disegni tecnici.

L’insegnamento è impostato sulla base di 40 ore di lezione e 20 ore di esercitazione in aula.

Il programma prevede i punti seguenti.
Pneumatico: configurazione del cerchione e dello pneumatico (radiale e incrociato). Sistema di riferimento ruota, scorrimento longitudinale, modello di de Carbon, resistenza al rotolamento, caratteristiche di aderenza longitudinale e laterale, momento di auto-allineamento, diagramma di Gough, influenza angolo di camber.
Scocca: carichi verticali, longitudinali e verticali di riferimento, eccitazione dinamica (PSD strada), dipendenza dalla velocità delle eccitazioni, tipologie di scocca (telaio separabile e scocca portante), valutazione rigidezza torsionale minima di scocca portante.
Sistema di frenatura: effetto di servo-frenatura, confronto disco-tamburo, configurazioni costruttive principali, pinza fissa/flottante, pompa doppia, servofreno a depressione, circuito frenante, cenni su sistemi by-wire.
Trasmissione: differenziale ordinario e autobloccante (ZF, torsen). Cambi: a contralbero e a secondario di rinvio, configurazioni con due contralberi e due frizioni, cambi robotizzati, frizioni monodisco.
Sterzo: cinematismo di accoppiamento secondo Jeantaud, Panhard e Bourlet. Implementazioni per sospensioni con ruote indipendenti e con assale rigido. Scatola guida a cremagliera.
Sospensioni: criteri di dimensionamento di rigidezza e smorzamento. Smorzatore mono e bi-tubo. Cenni sua cinematica dei corpi rigidi. Definizione dei centri d’istantanea rotazione e delle principali caratteristiche cinematiche, in base all’interazione con lo pneumatico. Principali tipi di sospensioni: Mc Pherson, Quadrilateri Trasversali, Bracci longitudinali, Bracci trasversali, Ponte torcente.

L’insegnamento è organizzato con lezioni in aula e da esercitazioni. Le esercitazioni consisteranno nell’analisi funzionale di sottosistemi di autoveicolo e nella loro rappresentazione grafica a mano libera. Questa è effettuata in base a schemi e componenti fisici a disposizione degli studenti. In particolare sono analizzati: mozzo ruota, freni a disco e tamburo, frizione mono-disco, sincronizzatore Borg-Warner, differenziale, scatola sterzo a cremagliera.

Il testo adottato nell’insegnamento è: A. Morelli: “Progetto dell’autoveicolo – concetti di base”, CELID
Altri testi, utilizzabili per alcune parti dell’insegnamento e per gli approfondimenti, sono:
J. Reimpell, H. Stoll: “The automotive chassis - engineering principles”, SAE, Warrendale, 1995
W. Milliken, D. Milliken: “Race car vehicle dynamics”, SAE, Warrendale, 1995.

Materiale aggiuntivo per le esercitazioni verrà messo a disposizione degli studenti iscritti tramite il portale della didattica.

Al termine del semestre gli studenti verranno valutati mediante un esame scritto riguardante il disegno a mano libera di uno dei componenti esaminati in esercitazione e da un esame orale, sull’analisi funzionale e i criteri di progettazione illustrati a lezione.
Per poter sostenere l’orale è necessaria la sufficienza dello scritto.