STUDIO DI UN SEDILE AD ELEVATO COMFORT PER UN AUTO SPORTIVA

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1 ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA SECONDA FACOLTA DI INGEGNERIA CON SEDE A CESENA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA TESI DI LAUREA in DISEGNO ASSISTITO DAL CALCOLATORE L STUDIO DI UN SEDILE AD ELEVATO COMFORT PER UN AUTO SPORTIVA CANDIDATO Andrea Villa RELATORE Prof. Ing. Luca Piancastelli A.A. 2009/10 Sessione Ia

2 IL PROGETTO OBIETTIVO PRINCIPALE: Coniugare nel progetto di un sedile, due aspetti fino ad oggi trattati separatamente

3 REQUISITI RICHIESTI Riduzione delle vibrazioni, possibilità di regolazione adeguata, design sportivo Riduzione delle vibrazioni Regolazioni I sedili sportivi disponibili oggi non lo permettono (sospensioni, pezzo unico) È possibile ottenere un sedile che coniughi tutte queste richieste?

4 SEDILI DI RIFERIMENTO Come base di partenza ho utilizzato due tipologie di sedili: SEDILE RECARO: regolazioni SEDILE MERCEDES W124: molle

5 PROBLEMI E DIFETTI Le tipologie di sedile analizzate non raggiungono gli scopi prefissati Molle non regolabili, design obsoleto, cuscino ingombrante Mancanza delle molle

6 IL MIO SEDILE Unendo i pregi e cercando di eliminare i difetti Garantisce: - Giusta gamma di regolazioni -Molle regolabili a seconda del peso del guidatore -Design sportivo

7 ELIMINAZIONE VIBRAZIONI NOCIVE 6 Molle ad aria in parallelo (azoto) Regolazione rigidezza Le molle sono saldate tra 2 piastre di acciaio Variando la rigidezza iniziale della molla in base al peso del guidatore posso mantenere costante la frequenza naturale. Deve essere costante la corsa.

8 VOLUME AUSILIARIO Necessario per la regolazione della rigidezza delle molle è stato ottenuto direttamente all interno delle molle, permette una rigidezza non troppo elevata è stato regolato per mandare a pacco le molle con un accelerazione di 3g

9 ELABORAZIONE DATI ANALISI STATICA Frequenza naturale 15 Hz (buon comfort vibrazioni) All aumentare del peso del conducente devo aumentare la rigidezza delle molle massa: 60 kg K: N/m massa: 150 kg K: N/m Frequenza naturale costante Corsa molle costante

10 ELABORAZIONE DATI ANALISI DINAMICA Voglio che le molle vadano a pacco per un accelerazione di 3g (anche se è difficile arrivarci) Calcolo il volume ausiliario necessario Utilizzando la legge di Poisson per compressioni adiabatiche P*V γ = COSTANTE Ottengo un volume ausiliario di: 4*10-4 [m 3 ] Che riesco quindi ad inserire dentro la base della molla

11 REGOLAZIONE AUTOMATICA PRESSIONE La pressione viene regolata automaticamente tramite un compressore Aumentando la quantità d aria all interno delle molle diminuisco l abbassamento della molla. Un sensore di posizione tra le 2 piastre regola il giusto abbassamento iniziale che mi garantisce la frequenza di 15 Hz.

12 CONDOTTI Invece dei tubi per far passare l aria sono stati usati dei condotti all interno della base Le molle sono saldate alla base di questi condotti e hanno un foro per far passare l aria Altri 2 condotti chiusi sono stati saldati alla base per aumentarne la rigidezza

13 CAVI Tra le due piastre in acciaio sono stati inseriti dei cavi d acciaio che evitano il distacco verticale delle molle (fine corsa verso l alto): Coefficiente di sicurezza singola fune pari a 10

14 SMORZATORE Per evitare l oscillazione eccessiva del sedile è necessaria la presenza di uno smorzatore, posizionato direttamente all interno delle molle. È alimentato da un elettromagnete che apre e chiude parzialmente il foro

15 REGOLAZIONI REGOLAZIONE ALTEZZA REGOLAZIONE LOMBARE Tramite due cuscini gonfiabili:

16 SCOCCA Le basi per il cuscino e per lo schienale sono realizzate in carbonio Permette di ridurre il peso e il design è molto sportivo

17 AUTOMAZIONE Sia la regolazione della pressione delle molle che quella dell altezza e del cuscino lombare richiedono un attuatore Nel nostro caso l ideale è un compressore

18 OBIETTIVI RAGGIUNTI Realizzazione di un sistema di molle che riduce le vibrazioni Regolazione dell altezza, dell inclinazione e della posizione del sedile Design sportivo