quattro ruote

    ELEVATE, l’automobile in grado di camminare !

    Durante il CES 2019 (Consumer Electronics Show) in corso in questi giorni (8-11 gennaio) a Las Vegas, Hyundai ha mostrato al pubblico un prototipo innovativo. Elevate infatti è un veicolo elettrico, dotato però di gambe robotiche. Lo scopo principale chiaramente non è quello di entrare nel mercato del trasporto privato, piuttosto quello di fornire un valido contributo in caso di calamità naturali.

    Elevate
    PH: newatlas.com

    Si è ricercata quindi una soluzione potenzialmente efficiente che possa consentire un tempestivo supporto a seguito di alluvioni o terremoti.

    Il vicepresidente di Hyundai, John Suh, ha così dichiarato: “Le prime 72 ore dopo un disastro naturale sono le più cruciali per salvare vite umane. I soccorritori devono affrontare il problema di come avvicinarsi alle zone colpite“. Si può quindi dire che “Elevate può affrontare questi scenari e superare inondazioni o detriti, la sua tecnologia va ben oltre le situazioni di emergenza e le possibilità sono davvero illimitate“.

     

    Altre possibilità per Elevate

    Oltre ad offrire la possibilità di operare in ambienti ostili, Elevate può anche configurarsi un ottimo mezzo per persone con invalidità. In questo modo il loro trasporto potrebbe essere più comodo e sicuro, in aggiunta al fatto di poter entrare nel veicolo direttamente con la sedia a rotelle.

    Elevate
    PH: motor1.com

    Da questo punto di vista, Hyundai ritiene che le strutture sanitarie possano interessarsi al nuovo prototipo e sfruttarlo in futuro per i proprio pazienti.

     

    Alcune caratteristiche di Elevate

    Come possono essere raggiunti i precedenti scopi?

    Elevate
    PH: economictimes.indiatimes.co

    Elevate è dotata di complesse sospensioni che possono essere regolate direttamente dal conducente su altezze diverse, ognuna adatta a differenti situazioni. Inoltre è presente un motore elettrico integrato su ogni ruota. Le gambe robotiche, oltre a possedere un sistema retrattile che consenta una guida normale, si presentano in una configurazione a 6 gradi di libertà che permette di compiere movimenti articolati e adattarsi al meglio alle asperità del terreno.

    Consigliamo la visione del video a inizio articolo per comprendere meglio le potenzialità di questo prototipo.

    differenziale meccanico

    Il differenziale TorSen: pregi e difetti al limite di due soluzioni convenzionali

    Articolo a cura di Roberto Nardella.
    Nel mondo delle trasmissioni meccaniche una delle alternative al classico differenziale è il modello TorSen. Analizziamo le sue caratteristiche e applicazioni.

    Nel campo delle trasmissioni meccaniche nei veicoli terrestri il differenziale riveste un ruolo di primo piano. Infatti, esso distribuisce la coppia motrice proveniente dal motore alle due ruote motrici di uno stesso asse. In questo modo è possibile ottenere velocità di rotazione differenti tra le due ruote, fattore fondamentale nell’affrontare una curva senza incorrere nel fenomeno dello slittamento. Il differenziale è solitamente costituito da un rotismo epicicloidale in grado di trasmettere differenti velocità di rotazione alle due uscite, che nel caso in questione sono le due ruote dello stesso asse (assi in rosso e verde nell’immagine). È un meccanismo di riduzione.

    differenziale torsen
    climeg.poliba.it

    Differenze con le principali soluzioni adottate:

    Costruttivamente parlando è più complesso del differenziale comune, denominato “open”. Infatti, nel TorSen sono presenti due o tre coppie di ingranaggi trasversali (3 e 4 nell’immagine) rispetto agli assi condotti. Una soluzione alternativa e più economica è quella di ridurre il numero degli ingranaggi trasversali. I planetari dunque sono due ingranaggi con dentatura inclinata così come i satelliti. Al contrario del differenziale comune ho però un satellite per planetario e i due planetari sono collegati tra loro da un semplice ingranamento (evidenziato in viola nell’immagine)

    Il differenziale TorSen è adottato come differenziale centrale per le automobili a trazione integrale o come differenziale anteriore/posteriore per vetture con trazione anteriore/posteriore. Il nome di tale organo meccanico deriva dalla sua tipicità: “Torque Sensing”, sensibile alla coppia. Il principio di base è quella della vite senza fine, secondo il quale il moto è facilmente trasmesso in un senso ma meno nell’altro. In questo modo una ruota di un asse può aumentare la sua velocità di rotazione ma nella stessa percentuale con cui l’altra ruota riduce la sua velocità.

    In caso di pattinamento (accelerazione improvvisa di una delle due ruote), il sistema risulta quasi bloccato e di conseguenza tutta la forza motrice viene indirizzata verso la ruota in presa al suolo. Non essendo completamente autobloccante ha il grande difetto di risultare inefficace quando una ruota è completamente sollevata.
    È quindi una soluzione di compromesso tra i sistemi standard, (“open”), che permettono ai semiassi di avere rotazioni differenti, e tra i sistemi autobloccanti puri, (“locked”), che permettono di trasmettere maggiore coppia alla ruota motrice con più aderenza a terra.

    Ulteriori difetti?

    Altri difetti tipici del TorSen sono costituiti da un eccessivo ingombro della scatola del differenziale e dalla sensazione di auto raddrizzamento dello sterzo, dovuta alla non equa distribuzione della coppia tra le due ruote in curva.

    torsen
    grabcad.com

    Un modo per valutare l’efficacia del TorSen è l’utilizzo del TBR (Torque Bias Ratio, rapporto di sbilanciamento della coppia). Tale indice è il rapporto tra la coppia applicata alla ruota che gira più lentamente e la coppia applicata alla ruota che gira più velocemente. Quindi un differenziale TorSen con TBR pari ad 1 si comporta come un differenziale open. Valori tipici del TBR sono compresi tra 2 a 6.

    torsen differential
    audi-technology-portal.de

    Il suo impiego più diffuso è quello da differenziale centrale (TorSen tipo C) in vetture dotate di trazione integrale. In questo caso ripartisce la coppia motrice tra l’asse anteriore e posteriore in funzione dell’aderenza necessaria al moto.

    Così facendo riesce a distribuire la coppia in modo differente tra gli assi nel caso in cui questi abbiano velocità di rotazione differente. In alcuni casi è utilizzato come differenziale d’asse per l’asse posteriore trainante in auto sportive (TorSen tipo B).

    Ulteriori approfondimenti in questione:

    Consigliamo la lettura dei seguenti articoli per approfondire l’argomento:

    Se volete conoscere di più dell’autore, visitate il suo profilo LinkedIn: Roberto Nardella

    Achates Power ‘Opposed’ engine: 3 cilindri 2T, 6 pistoni per un’efficienza mostruosa

    Come ben sappiamo, la seconda guerra mondiale, per quanto brutale possa esser stata, ha rappresentato un grande trampolino di lancio per l’ingegneria a 360°, all’insegna de “il fine giustifica i mezzi“. Tuttavia, per una sorta di principio di sopravvivenza, gli ingegneri dell’epoca realizzarono motori con grande potenziale, in quanto dotati di tecnologie innovative, ancor’oggi studiate. Esempi possono essere i motori a compressione variabile (dal Ciclo di funzionamento Atkinson), il motore ad iniezione d’acqua (BMW M4 Gts) e il motore a pistoni opposti di cui parleremo in questo approfondimento.

    La maggior parte delle invenzioni dell’epoca non aveva i mezzi e gli strumenti adatti per realizzarle e renderle una realtà possibile ed efficiente.

    Come funziona questo paradosso?

    achates power ignition
    youtube.com

    Achates Power Engine, in collaborazione con Mazda, ha realizzato un motore 2,7 L essenzialmente 2T, 3 cilindri con 2 pistoni opposti a cilindro, con funzionamento affidato al ciclo Diesel e turbocompresso. Insomma, tante cose scoordinate tra loro, eppure è così. Praticamente è come se si fossero accoppiati due basamenti inferiori (ripuliti della testa) di due blocchi motore da 3 cilindri, in orizzontale.

    Nel collegamento vi sarà una leggera, ma sostanziale, modifica, in modo da renderlo un motore 2T. Via le valvole, le camme e le mollette di richiamo, adesso troveremo all’interno dei cilindri delle luci di travaso (cavità) proprio come nei 2tempi.

    Esse sono localizzate nell’estremità del cilindro: una per l’aspirazione dell’aria che giunge dal lato compressore del turbogruppo, una per lo scarico degli esausti.

    Funzionamento:

    achates power ignition
    youtube.com

    In fase di discesa (pistoni alle estremità), l’aria turbocompressa entra dalle luci del travaso di aspirazione (come se fosse un doppia valvola di aspirazione).
    Successivamente i pistoni si avvicinano tra loro andando a chiudere le luci d’aspirazione (quindi bloccando l’aria da richiamare dal canale d’aspirazione a valle del turbogruppo).

    Ciò va a comprimere l’aria facendole raggiungere la temperatura di autoaccensione. Una volta raggiunta la massima pressione, gli iniettori Diesel iniettano gasolio nel cilindro, la quale innesca la combustione per l’elevata temperatura dell’aria.

    Una volta che i due pistoni si allontanano tra loro e le luci di aspirazione e scarico risultano scoperte, l’aria ad alta pressione entrante, spazza fuori i gas combusti dalla sua corrispettiva luce di scarico. In questo modo è ottenuto il lavaggio.

    I due alberi motore sono collegati tra loro mediante rotismi ordinari a dentatura dritta, la cui trasmissione di potenza converge verso un unico asse, quello del volano e del consueto gruppo trasmissione.

    Principali vantaggi:

    piston opposed
    youtube.com

    Sicuramente questa nuova architettura, molto simile ad un motore Boxer o V180 in verticale, ha numerosi vantaggi.

    • Il primo fra tutti è l’ottimo rapporto ingombro-cilindrata.
    • Inoltre questo propulsore rispetta già le stringenti normative anti-inquinamento del 2025, che tanto preoccupano gli ingegneri motoristi.
    • Infine, non per importanza, ha un resa termica di circa 50% in più dei motori tradizionali: assolutamente incredibile.

    Nella categoria mondiale Automotive, non si era mai registrato un simile valore di rendimento. Ovviamente, aspetteremo i prossimi mesi per vedere in che modo, e soprattutto, da chi verrà adottata questa tecnologia.

    Tecnologia che, dopo quasi un secolo, viene vedersi applicata anche al mondo Automotive, dopo aver contribuito alla propulsione di aerei da caccia militari, sottomarini e carri armati. C’è da ricordare, tuttavia, che il primo motore a pistoni opposti (OP) fu idealizzato e brevettato a Torino nel 1858 da Barsanti e Matteucci. Esso poteva utilizzare idrogeno (anche se all’epoca era complessa la gestione dell’iniezione dell’idrogeno) o l’acetilene miscelato all’aria.


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