Tesla model S

Tesla Model S: la sportiva elettrica

Il suo nome deriva dal pioniere dell’elettrotecnica Nikola Tesla e ad uno sguardo distratto può sembrare una normale berlina sportiva, ma cela un propulsore interamente elettrico collocato fra le due ruote posteriori e ciò consente l’eliminazione dell’albero motore.

Trattandosi di un motore elettrico non ci sono serbatoio del carburante e cambio, tramite la variazione di rotazione del rotore si regola il regime di rotazione delle ruote. È equipaggiata con un motore trifase a induzione CA a quattro poli, con rotore in rame, (potenze disponibili: 225 kW (306 CV), 270 kW (367 CV), 310 kW)) inverter di trazione con trasmissione a frequenza variabile, sistema di frenata rigenerativa e potenza erogata con una monomarcia fissa con rapporto di riduzione di 9,73:1. Ciò consente uno 0 -100 km/h in 5,6 secondi ed una velocità massima di circa 200 km/h.

Inoltre è dotata di sospensioni anteriori a quadrilatero deformabile con molle ad asse di sterzo virtuale, sospensioni posteriori a molle multilink indipendenti, servosterzo elettronico a cremagliera, a rapporto variabile e sensibile alla velocità,  controllo elettronico della stabilità (ESP), controllo della trazione, dischi dei freni antibloccaggio (ABS) con rotori ventilati e freno a mano ad azionamento elettronico (anteriori: 355 mm x 32 mm; posteriori: 365 mm x 28 mm). Tutto questo unito ad una distribuzione del peso quasi ottimale (%, anteriore/posteriore: ca. 48/52) e ad un sofisticato sistema di infotainment : display touchscreen da 17″ con controlli multimediali, di comunicazione, dell’abitacolo e dell’auto, tecnologia wireless Bluetooth per telefonare e ascoltare musica, impianto audio e radio AM/FM (il sistema è formato da quattro altoparlanti, due tweeter e un altoparlante a canale centrale), un volante multifunzione a tre razze con comandi tattili e un sistema di monitoraggio della pressione degli pneumatici.

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Per ricaricare il motore l’autovettura è fornita di :

  • Caricatore di bordo da 11 kW compatibile con: monofase 85-265 V, 45-65 Hz, 40A o trifase 16A (Caricatori doppi opzionali da 22 kW per aumentare la corrente trifase in ingresso fino a 32A e monofase sino a 80A);
  • Connettore portatile universale da 11 kW, adattatore IEC 60309 5 spinotti rosso 16A/trifase (400 V) o IEC 60309 3 spinotti blu 32A/monofase (240 V).

Nata dalla mente geniale di Elon Musk (fondatore e amministratore delegato della Tesla Motors) la Tesla Model S, è per il 97% realizzata in alluminio leggero rinforzato con elementi in acciaio al boro ad alta resistenza, ottenendo un peso a vuoto di 2100 kg  e garantendo un’autonomia di circa 500 km (con una carica completa).

 

La mancanza del motore termico convenzionale consente di sfruttare il cofano come sede di un bagagliaio anteriore mentre in quello posteriore vi è lo spazio per 2 bambini, oltre ai 5 posti convenzionali(5+2).

Viene realizzata in uno stabilimento rivoluzionario in California al costo di circa 50000 dollari e tutto in quest’auto è votato all’innovazione basti pensare alle maniglie delle portiere retrattili, per migliorare l’aerodinamica.

La Tesla model S rappresenta la prima autovettura sportiva elettrica della storia ed è un grande esempio di tecnologia, alta ingegneria ed elevate competenze tecniche.

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.

 
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.

grafene

Grafene, un materiale per il futuro

Già da tempo si parla di Grafene, ma ora sembra che qualcosa si stia muovendo per davvero.

A 10 anni dalla scoperta di questo materiale rivoluzionario ad opera dei due ricercatori russi (Andre Geim e Kostya Novoselov, per la quale gli è valso il Nobel nel 2010), il Grafene è ancora l’ unico materiale a due sole dimensioni, il più sottile mai creato (oltre ad essere il più resistente) e ottenibile dallo stesso materiale di cui è fatta una punta di matita, la grafite.

Ma come i due ricercatori ottennero questi strati sottilissimi di Grafene?

Presero un blocco di grafite e usarono un nastro adesivo per staccare dei piccoli frammenti del minerale. Ripetendo     l’operazione molte volte sugli stessi frammenti e premendo il nastro adesivo su un substrato di silicio, si riuscì ad ottenere strati sottilissimi, alcuni dei quali, esaminati con una soluzione di acido solforico e nitrico, mostrarono uno spessore di un solo atomo, ovvero le stesse dimensioni che otterremo se dividessimo la sezione di un capello in 10.000 parti. 

A cosa serve il Grafene ?

Non lo so. E’ come presentare un pezzo di plastica a un uomo di un secolo fa e chiedergli cosa ci si può fare. Un po’ di tutto, penso

Andre Geim

Queste sono alcune delle innumerevoli proprietà del grafene, alle quali si aggiungono:

  • Resistenza meccanica 50 volte superiore a quella dell’ acciaio;
  • Più del doppio della conducibilità termica del diamante;
  • Densità pari alla metà dell’ alluminio e così denso che nemmeno l’ elio, il più piccolo gas atomico, può attraversarlo;
  • Elevata arrendevolezza, ovvero la capacità di lasciarsi plasmare a piacimento per ogni uso senza rischiare di romperlo;
  • Resistente alla temperatura e alle variazioni del PH.

Alcuni dei campi di applicazione di questo materiale…

  • Il “Massachussets Institute of Technology negli Stati Uniti ha effettuato un esperimento di osmosi inversa con il grafene, arrivando ad ottimi risultati. La struttura molecolare del grafene consente di creare dei fori di qualsiasi dimensione sulla sua superficie e per questo motivo è stato possibile far passare l’ acqua pura da una parte e i sali dall’ altra. Non c’ è nulla di nuovo in questo esperimento, solo che con l’ utilizzo di questo materiale sarà possibile avere a disposizione equipaggiamenti molto più piccoli, un costo energetico pari praticamente a zero del filtraggio dell’acqua e la potabilizzazione.
  • La combinazione delle sue proprietà meccaniche con quelle elettriche ne consente l’impiego nell’elettronica flessibile e pieghevole, con la creazione di dispositivi che si ripiegano su se stessi, che si possono arrotolare o mettere al polso. Gli elettroni riescono a viaggiare in questo materiale con una velocità prossima a quella della luce, rendendolo così il sostituto del rame nei nostri computer. Proprio su questa via, INTEL e IBM stanno studiando delle soluzioni per risolvere il problema legato alle tecnologie in silicio che, pur essendo superiori a qualsiasi altra, producono una quantità di calore elevatissima. Il grafene, perciò, per le sue proprietà termiche straordinarie potrebbe risolvere questi problemi. Inoltre, l’eccezionale mobilità delle cariche, accompagnata da opportune soluzioni architetturali, potrebbe permettere la realizzazione di transistori a bassissimo consumo per applicazioni portatili come telefoni cellulari o palmari, che potrebbero essere ricaricati una volta al mese, invece che ad intervalli di qualche giorno, oltre al fatto che le batterie dei cellulari saranno in grado di ricaricarsi molto più rapidamente (si stima intorno ai 15 minuti).
  • Nuovi pannelli solari, più leggeri e biocompatibili saranno interamente in carbonio. Si elimineranno così i più fragili e costosi fatti con ossidi di Indio-Stagno, materiale che si trova con sempre maggiore difficoltà nel nostro pianeta. Saranno inoltre più efficienti, facili a riciclare e costituiti da due celle fotovoltaiche inserite tra due strati di grafene. La luce attraversa gli strati di grafene e colpisce la cellula fotovoltaica, con il risultato di generare elettricità che è poi trasportata dal grafene.
  • Si spazia poi dal settore aereo (velivoli leggerissimi che quindi consumano poco carburante) a quello sportivo.

Quali sono i costi?
L’ interesse a livello internazionale è troppo grande, tanto che l’ Unione Europea ha finanziato con un miliardo di euro un progetto per portarlo sul mercato.
Sono state sviluppate varie tecniche di produzione del grafene, ma al momento non c’è nessun metodo efficace e poco costoso per ottenere grandi fogli. Si stima infatti che il costo per produrre un chilogrammo di grafene siano intorno ai 30-35.000 euro.

Cat 797

Cat 797, il camion più grande del mondo

Oggi vogliamo parlare di autocarri, ma non nel modo in cui intendete voi, stiamo parlando dell’autocarro a cassone più grande del mondo, il CAT 797.

L’automezzo, prodotto dalla rinomata azienda Caterpillar, pesa 225 tonnellate e con un’altezza di 7.59 metri, lunghezza 14.5 metri e larghezza 9.1 metri è il camion più grande del mondo.

Il suo costo si aggira attorno ai 3.5 milioni di dollari.

Viene usato prevalentemente nei giacimenti minerari in America.

Con una potenza di 3550 hp riesce addirittura a raggiungere i 65 km/h. Non male se si pensa che a pieno carico pesa all’incirca 600 tonnellate.

La cosa che stupisce di più è che non è possibile assemblarlo in fabbrica perché il pavimento non reggerebbe al suo peso e, pur volendo, non riuscirebbe a passare dalle porte. Il montaggio avviene perciò in loco e chiunque desideri questo mostro dovrà attendere un mese per l’assemblaggio prima di poterlo utilizzare.

 


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