Matteo Claudio Cainazzo

Ingegnere Meccanico appassionato di tutto ciò che riguarda la meccanica dei veicoli; attualmente frequenta la magistrale in Ingegneria del veicolo.

Ferrari FF

FF: the first all-wheel drive Ferrari

The name FF stands for four, to indicate the 4 seats and 4-wheel drive; In fact, it is the first Ferrari to adopt a four-wheel drive and also a Shooting-brake body that hides a Space-frame loom.

Its engine, a V12 positioned on the front axle, delivers an output of 660 HP at 8000 rpm and a torque of 683 Nm, ensuring the car at the top speed of 335 km / h. All this power is controlled by complex electronic systems, by magnetorheological suspensions electronically controlled and big Brembo carbon-ceramic brake discs.

In the rear are positioned two different transmissions (which include only one shaft) with dual-clutch robotic gearboxes, one with 7 gears on the back and the other 2 gears on the front, both assisted by a computer.

The car is almost entirely built in the factory of Maranello (a formula-man factory, which achieves a perfect balance between employees and robot) with the exception of bodywork in aluminum alloys built in nearby Carrozzeria Scaglietti.

Engine, aerodynamics and electronics are derived from close ties with the  Formula 1’s world .To achieve this masterpiece of engineering was needed a study period of almost 10 years and the use of 23 different materials.

Aero X

Aero-X: the flying bike

Surely you have dreamed watching Star Wars to whiz on a flying aircraft like that of Luke Skywalker, now this is the reality.

The Aero-X a ” miniature hovercraft “, will be produced in series from 2017 by the American Aerofex (at cost of $ 85,000), that with this product, after the achievement of a specific license, ensures the transportation of two persons (load maximum capacity of 140 kg)to 3 meters in height, on the ground or water, at a speed of 72 km / h.

uncrate.com

The aircraft with a weight of 365 kg, 4,5 meters long, wide 2,1 has a composite structure made ​​of carbon fiber and is driven by a petrol engine of 240 HP with three rotors (two for lift and one for forward) , using two large horizontal carbon fiber propellers (one in front and one at the rear) fails to work (under full load) continuously for 1 hour and 15 minutes.

Aero X

Aero-X: la moto volante che tutti sognano

Sicuramente guardando Star Wars avrete sognato di sfrecciare su di un veicolo volante come quello di Luke Skywalker , oggi tutto questo è realtà.

La Aero-X un “hovercraft in miniatura”, verrà prodotta in serie dal 2017 dall’azienda americana Aerofex (al costo di 85000 dollari), che con questo prodotto , dopo il conseguimento di una specifica patente, garantirebbe il trasporto di due persone (capacità di carico massima 140 kg) a 3 metri di altezza , su suolo o acqua, alla velocità di 72 km/h.

uncrate.com

Il velivolo con un peso di 365 kg ,lungo 4,5 metri, e largo 2,1 presenta una struttura composita in fibra di carbonio ed è spinto da un motore a benzina con tre rotori da 240 CV (due per sollevarsi e uno per procedere in avanti), sfruttando due grandi eliche orizzontali in fibra di carbonio (una davanti e l’altra sul retro) riesce a funzionare (in condizioni di pieno carico) ininterrottamente per 1 ora e 15 minuti.

 
Ferrari FF

FF: la prima Ferrari a trazione integrale

Il nome FF sta per Ferrari Four, per indicare i 4 posti e le 4 ruote motrici; infatti è la prima Ferrari ad adottare una trazione integrale ed anche una carrozzeria Shooting-brake che nasconde un telaio Space-frame.

Il suo propulsore, un V12 posizionato sull’avantreno, eroga una potenza di 660 CV a 8000 rpm e una coppia di 683 Nm, garantendo all’auto una velocità massima di 335 km/h. Tutta questa potenza viene gestita da complessi sistemi elettronici, da sospensioni a controllo elettronico magnetoreologico e da grandi dischi freno Brembo carbo-ceramici.

Nel retrotreno sono posizionate due differenti trasmissioni (che presentano un solo albero motore) con cambi robotizzati a doppia frizione, uno con 7 marce sul retro e l’altro a 2 marce sull’anteriore, entrambi coadiuvati mediante un computer .

L’auto è realizzata quasi completamente nello stabilimento di Maranello (una fabbrica formula-uomo, in cui si raggiunge un perfetto connubio tra impiegati e robot) ad eccezione della carrozzeria in leghe di alluminio costruita nella vicina Carrozzeria Scaglietti.

Motore, aerodinamica ed elettronica derivano dallo stretto legame della casa automobilistica con la Formula 1. Per realizzare questo capolavoro d’ingegneria è stato necessario un periodo di studio di quasi 10 anni e l’impiego di 23 differenti materiali.

 
Flyboard Jetpack

Flyboard, the water jet pack

Who has not dreamed of whizzing at full speed, suspended in the middle-air over the water? Now it’s possible thanks to Flyboard, a device attached to a watercraft, that allows the propulsion in the air and underwater.

The Flyboard is a bolt on device that is attached to a jet ski and requires proper instructions and safety gear before being able to use the product successfully and efficiently. The PWC is powered from 100 horse power and up and follows the rider, permitting the freedom to go anywhere, even underwater. The thrust that comes from the PWC is run through a 180 degree adapter (which allows the rider to divert and control the device in any desired motion) and then goes into the hose that is 4 inches in diameter and roughly 55 feet long and has capabilities of putting the pilot above water 35 feet or below water 35 feet.

The hose is attached in a way so that the PWC follows behind the rider’s trail allowing the rider all types of freedom even allowing the rider to go under water if they desire. The pilot that is on the Flyboard is in complete control of the navigation while the throttle is controlled by the person in charge of the PWC. The pilot on the Flyboard is secured in by bindings similar to a wakeboard and the rider is propelled from water jets below the device. There are certain rules that one must go by when purchasing a Flyboard though. The Flyboard is buoyant for safety, which also allows the rider to rest in the water between rides if the rider happens to get fatigued. The use of a personal flotation device and helmet is recommended for safety purposes.

Two versions of the Flyboard exist: the Flyboard Standard Kit and the Flyboard Pro Rider Kit. The former is a board with hand-held stabilizers, which was the original design. The latter dispenses with the stabilizers.

Device power is controlled by a throttle on the PWC. The equipment may be used in two modes: the primary one requires two people, one to control the PWC throttle which regulates the power and height of the rider. The secondary mode relies on an accessory called an Electronic Management Kit (EMK) which allows the rider to control the jetski throttle.

 
Flyboard Jetpack

Flyboard, il jet pack ad acqua

Chi non ha mai sognato di sfrecciare a tutta velocità, sospeso a mezz’aria sull’acqua? Ora è possibile grazie al Flyboard , un dispositivo collegato ad una moto d’acqua, che consente la propulsione in aria e sott’acqua.

Il Flyboard è un dispositivo collegato a una moto d’acqua e necessita di adeguate istruzioni e attrezzature di sicurezza prima di poter utilizzare il prodotto con successo e in modo efficiente. La PWC (Personal Watercraft) è alimentata da oltre 100 cavalli di potenza e segue il pilota, permettendone la libertà di movimento, anche sott’acqua. La spinta che viene dalla PWC è gestita tramite un adattatore a 180 gradi (che consente al pilota di deviare e controllare il dispositivo in qualsiasi movimento desiderato) che prosegue in un tubo di 4 pollici di diametro e circa 55 metri di lunghezza e dispone di funzionalità capaci di portare il pilota al di sopra o al di sotto del livello dell’acqua di ben 35 piedi.

Il pilota che si trova sul Flyboard è in completo controllo di navigazione, mentre l’acceleratore è controllato dal responsabile della PWC. Il pilota sul Flyboard è assicurato da attacchi simili a quelli di una wakeboard ed è spinto da getti d’acqua sotto siti sotto  il dispositivo.

Esistono due versioni del Flyboard: il Flyboard Standard Kit e il Flyboard Kit Pro Rider. Il primo è una tavola con stabilizzatori a mano (progetto originale). Il secondo, invece, è revisto di stabilizzatori automatici.

L’alimentazione del dispositivo è controllata da una valvola a farfalla sul PWC. L’apparecchiatura può essere utilizzata in due modi: quello primario richiede due persone, una per controllare il gas del PWC che regola la potenza e l’altezza del pilota. La modalità secondaria si basa su un accessorio chiamato kit di gestione elettronica (EMK), che consente al pilota di controllare l’acceleratore della moto d’acqua.

 

orologio wankel

Il motore Wankel, tra genialità e difficoltà di produzione

Felix Wankel,                  a-specialcar.it

Il motore Wankel nasce dalla mente geniale di Felix Wankel, che ancora diciassettenne, nel 1919, ebbe un sogno premonitore , in cui vide un’auto costruita da lui con un particolare motore, dove vi erano solo parti rotanti. Con gli anni arrivò a concepire quel motore che da lui prese il nome, arrivando alle basi del Wankel nel 1924. Riprese i suoi lavori dopo la guerra, insieme all’ NSU che gli diede i fondi per poter sviluppare un prototipo del motore.

Esso rappresenta l’unico motore  a combustione interna andato in produzione diverso dal motore a pistoni con movimento alternativo, caratterizzato da soli elementi rotanti. Non c’è la trasformazione del moto da longitudinale ad alternativo, le dissipazioni di energia sono minime, si ottiene un maggiore sviluppo di potenza ed è caratterizzato da una rielaborazione delle classiche fasi di aspirazione, espansione, compressione, scoppio e scarico.

Dopo il prototipo che arrivò nel 1957, nel 1959 l’ NSU presentò la prima vettura con motore Wankel (la spider Wankel) equipaggiata con un motore monorotore.

Spider Wankel

Nel 1961 ci fu l’interessamento ufficiale da parte di Mazda, che in seguito acquisì le licenze per lo sviluppo esclusivo del motore Wankel. Nel 1967 la NSU produce la Ro 80 (caratterizzata da una scarsa affidabilità dovuta alla breve vita degli elementi di tenuta) ,la più famosa macchina con motore rotativo della NSU ; nel 1967 in Giappone debuttò quella che fu la prima macchina della Mazda con motore rotativo la 110 Cosmo.

NSU Ro 80, hifi-forum.de Mazda 110 Cosmo, bringatrailer.com

 

 

 

 

 

Poi l’ NSU abbandonò il mercato delle auto per gli elevati costi di manutenzione delle sue auto (i sui elementi di tenuta dovevano essere sostituiti intorno ai 10-15 mila km) e la Mazda  rimase l’unico sviluppatore del motore Wankel, (giungendo a leghe di acciaio che permettevano un intervallo di manutenzione di circa 80000 km) che è rimasto in produzione fino agli ultimi anni con la Mazda RX8 con motore rotativo birotore aspirato di ultima generazione.

Gli elementi caratteristici di un motore Wankel sono essenzialmente :

  • Il rotore con una forma triangolare con i lati bombati;
  • La camera di scoppio di forma trocoidale;
  • L’albero eccentrico.
  • Le piastre che separano le varie camere
  • Gli ingranaggi sui quali ruota il rotore.

Il ciclo di funzionamento è costituito dalle seguenti fasi:

  • Quando  lo spigolo del rotore oltrepassa la luce di aspirazione, lo spazio compreso tra il lato del rotore e la parete dello statore inizia a crescere, grazie al movimento rototraslatorio descritto dal rotore stesso. Si crea così una depressione che richiama la miscela aria – benzina all’interno del motore. La miscela viene così aspirata attraverso la luce di aspirazione.
  • Proseguendo la sua corsa, il rotore chiude la luce di aspirazione; inoltre descrive una traiettoria tale per cui il volume a disposizione della miscela aria-benzina si riduce sempre di più, comprimendo la miscela.  Raggiunta la pressione di compressione ottimale, si provvede all’accensione.
  • Non appena i due elementi di tenuta del rotore si trovano tra le candele, scocca la scintilla e ha così inizio la fase di combustione-espansione. Per una combustione più soddisfacente tutti i moderni motori rotativi sono dotati di due candele di accensione anziché di una. A causa della forma lenticolare della camera di combustione, ricavata nel rotore, la candela singola non garantiva un’ uniforme e completa combustione.
  • In seguito spinta dovuta all’espansione dei gas, il rotore è forzato a proseguire la rotazione; quando l’elemento di tenuta anteriore della camera in esame scopre la luce di scarico, i gas vengono espulsi all’esterno. Questo ciclo di funzionamento si attua in sequenza in ciascuna camera.

 

Fase di aspirazione, appuntidigitali.it Fase di compressione, closeupengineering.it Fase di combustione, appuntidigitali.it Fase di scarico, italiamac.it

 

 

Per ogni giro di albero c’è almeno una fase di scoppio da parte di una delle facce del rotore; mentre per un motore a ciclo 8 , ogni pistone ha bisogno di 2 giri di albero per effettuare uno scoppio..Per questo dal punto di vista delle competizioni  e dal punto di vista amministrativo si assegna una cilindrata doppia ai motori Wankel rispetto a quella effettiva.

I vantaggi di questo tipo di motore possono essere riassunti come:

  • Il numero esiguo di parti in movimento;
  • Bassa emissione di rumori e vibrazioni minime;
  • Diminuzione del peso in seguito alle dimensioni ridotte del motore ed elevato rapporto potenza / peso ;
  • Per le temperature minori raggiunte si ottiene una più bassa emissione di ossidi di azoto;
  •  Maggiore potenza, a parità di cilindrata, rispetto ad un motore a pistoni alternativo;

Esaminiamo gli altri elementi che compongono questo motore:

motori.it.msn.com

vediamo l’albero di un motore birotore , con i 2 eccentrici posti a 180 ° l’uno rispetto all’altro , consentendo ai 2 rotori di lavorare a fasi opposte. Lungo l’albero abbiamo i vari passaggi dell’olio che consentono la lubrificazione di tutto il sistema.

Sull’altra faccia del rotore vi è l’ingranaggio che va ad interagire sull’ingranaggio statore , il quale è fissato in maniera solidale alla piastra posteriore e non può ruotare , sul quale appunto ruota l’ingranaggio interno al rotore che ha il triplo dei denti. Ed è per questo che, per una completa rivoluzione del rotore, servono 3 giri di albero. Le luci di aspirazione e scarico sono ricavate nella cassa statorica dove trovano anche alloggio le candele .

Poi abbiamo gli elementi di tenuta che nei motori Wankel sono rappresentati dagli apex seals, i sigilli dell’ apice, in quanto sono posti sull’apice del rotore, sulla punta.

Nel motore a pistoni le fasce elastiche vengono lubrificate nel momento del punto morto superiore e inferiore, dove viene raccolto l’olio nel cilindro e quindi la fascia si lubrifica in maniera ottimale. Nel motore rotativo ciò non avviene, perché non c’è mai , fondamentalmente, un momento di ‘riposo’ per la fascia  e quindi hanno bisogno di grande lubrificazione e soprattutto di materiali che resistano al continuo sfregamento e al passaggio sulle luci di scarico.

La fascia, durante il movimento rotativo, va a passare su i bordi della luce di scarico.

Ora è lecito porsi la domanda : ma perché il motore Wankel non ha avuto tanto successo?

Ciò è dovuto al fatto che la realizzazione degli elementi principali di tale motore, ossia rotore e statore, presenta numerose difficoltà richiedendo l’uso di macchinari specifici e di grande precisione. Inoltre, per garantire ai materiali la resistenza necessaria all’usura risultano fondamentali successivi trattamenti.

Altri problemi costruttivi riguardano inoltre la camera di combustione, l’accensione , la lubrificazione e il raffreddamento del rotore.

La particolare configurazione del rotore fa si che, le camere di combustione, vengano sviluppate prevalentemente in lunghezza, comportando una configurazione di certo non ottimale; soprattutto per la notevole distanza che si viene a creare tra gli elettrodi della candela e gli estremi della camera di combustione (Mazda per questo motivo ha sviluppato la tecnologia ‘ Twin spark’, cioè la doppia candela per ciascun rotore).

Un ulteriore problema relativo al sistema di aspirazione è la carenza di coppia ai bassi regimi o anche il problema del rigetto della miscela.

Tutto questo unito alla scarsa durata degli elementi di tenuta e l’elevato tasso di idrocarburi incombusti, così come l’elevato consumo di carburante (rispetto al motore alternativo) ha decretato la fine di questo motore.

Però chi lo sa, forse in futuro con il progredire della tecnica si potrà ritagliare un degno posto a questa geniale invenzione.


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