Powertrain

Powertrain

Modello e mappa motore

Da anni il nostro progetto comprende l’utilizzo di un motore 4 cilindri Honda derivato da un CBR 600 RR. Le restrizioni previste dal regolamento, come ad esempio una strizione in aspirazione da 20 mm, ci hanno costretto a riprogettare molte parti dello stesso al fine di ottenere le migliori performance in termini di prestazioni, affidabilità ed utilizzo. Per lo studio, la progettazione e l'analisi di motori a combustione interna, i software di simulazione monodimensionali hanno un ruolo fondamentale.

Grafico motore

Da anni sviluppiamo un modello che sia in grado di essere il più possibile predittivo sulle modifiche apportate al motore fisico, riducendo sensibilmente le ore di test. Questo si ottiene andando a sviluppare il modello fino all’ottenimento di curve caratteristiche (coppia-potenza) il più possibile simili a quelle ricavate sperimentalmente al banco prova fino ad arrivare alla validazione del modello motore. Questo, associato a mappe motore adeguate ad ogni tipologia di prova da affrontare in gara, ha reso la nostra vettura competitiva su ogni tipo di tracciato.

Sistema di aspirazione

Plenum o airbox

Tutto il sistema generale resta pressoché invariato rispetto a quello dell’anno precedente. L’airbox, realizzato in fibra di carbonio, quest’anno varia leggermente nella geometria (ma non nel volume) per rendere più semplice il processo di laminazione e per accogliere la novità di quest'anno, il condotto convergente-divergente contenente la strizione, che è quasi completamente integrato all’interno del plenum stesso. Quest’ultimo è realizzato in un unico pezzo da un blocco di alluminio lavorato al tornio e, rispetto allo scorso anno, presenta un condotto divergente più ottimizzato e con un’area di scarico maggiore, permettendo così di migliorare al massimo il processo di espansione.

Se tutta la configurazione attuale si rivelerà prestante, il passo successivo sarà quello di stampare in 3D tutto il sistema di aspirazione, riducendo così il rischio il rischio di perdite ed il peso.

Serbatoio, firewall e sistema di raffreddamento

La forma del serbatoio è stata cambiata rispetto a quella dello scorso anno, spostando la presa della benzina sul fondo per facilitarne il pescaggio ed in generale adattandola al nuovo layout della macchina. Per quanto riguarda il sistema di raffreddamento esso non ha subito modifiche sostanziali dato che aveva dato ottimi risultati nella passata stagione. Inoltre, è stato ridotto lo spessore dei tubi in alluminio, rispettando il vincolo sullo spessore minimo richiesto per la piegatura, e si è adattato tutto il sistema alla nuova vettura. Il firewall rappresenta uno schermo tra il pilota e la parte "calda" della macchina ed è posto subito dietro alla seduta.

Powertrain complessivo

Quest'anno è stato modificato il sistema di fissaggio del firewall, introducendo dei perni a sgancio rapido per montare e smontare il firewall con rapidità per poter lavorare sulla parte motore della macchina senza troppi impedimenti.

Sistema di scarico

Il lavoro svolto quest’anno si è incentrato principalmente sullo sviluppo del dispositivo di silenziamento: l’obiettivo del progetto è stato quello di migliorarne le capacità fonoassorbenti, riducendo al contempo la massa delle componenti e facilitando gli interventi di manutenzione. Sulla base di questi, e delle nozioni di acustica acquisite, sono state fondate le considerazioni necessarie al dimensionamento delle parti cercando di penalizzare al minimo l’erogazione della potenza. I materiali, come alluminio ed acciaio Inox, sono stati scelti in modo da essere compatibili con il loro impiego previsto, con particolare attenzione alle temperature che possono essere raggiunte in presenza dei gas di scarico. Per il raggiungimento delle specifiche richieste da regolamento, è stata prevista anche l'adozione di dispositivi isolanti che permettessero un buon smorzamento, minimizzando le vibrazioni e le perdite di gas, fonte di rumori meccanici e gasdinamici indesiderati.

Carter secco

Quest’anno ci siamo concentrati principalmente sul migliorare le prestazioni del sistema di lubrificazione a carter secco, già utilizzato negli anni precedenti. In particolare, abbiamo deciso di non realizzare più il serbatoio dell’olio in alluminio, bensì di stamparlo in PEEK. Questo materiale ci ha permesso di renderlo più leggero, senza però intaccare la capacità del serbatoio stesso di sopportare l’elevata temperatura dovuta alla presenza dell’olio. Abbiamo inoltre scelto una nuova posizione del serbatoio e riprogettato completamento il sistema di paratie al suo interno, le quali sono fondamentali per la separazione dell’olio dall’aria durante il suo passaggio attraverso il serbatoio stesso.

Alternatore

L'obiettivo di quest’anno era quello di trasformare Kerublast in una vettura driverless. Questo richiede una corposa quantità di modifiche da apportare alla macchina rispetto al progetto dello scorso anno. Un punto fondamentale del progetto driverless è l’alimentazione della strumentazione necessaria per il funzionamento della vettura, in quanto l’alternatore montato sulla macchina fino allo scorso anno era quello originale che aveva funzione di alternatore e volano. Le difficoltà di questo progetto si sono viste fin da subito: l’obiettivo era quello di costruire un sistema che collegasse un nuovo alternatore, da almeno 50A, al motore cercando di mantenere il peso il più contenuto possibile. La prima difficoltà è stata la scelta dell’alternatore poiché il più leggero trovato pesa circa 2.3kg, indicazione del fatto che contenere i pesi sarebbe stato difficile. Dopo alcune ipotesi di montaggio è stato deciso che l’alternatore sarebbe stato collegato al motore tramite una ruota dentata a denti dritti che ingrana con la ruota dentata presente sulla frizione, implicando l’apertura di una “finestra” nel carter e la costruzione di una struttura esterna da fissare sul carter che contenga il nuovo sistema. Per mantenere bassi i pesi, l’albero e la ruota dentata sono stati realizzati in ergal. L’introduzione di un alternatore esterno ha reso possibile la rimozione di quello originale, recuperandone il peso.

Attuatore frizione

Sulla macchina dell'anno precedente la frizione veniva comandata tramite un sistema attuato manualmente dal pilota. Per partecipare alla categoria Driverless, è nata quindi l'esigenza di rendere indipendente dal pilota l'apertura della frizione. La soluzione a questo problema è stata installare una puleggia che, messa in moto da un motore elettrico, ruotando tira un cavo di acciaio collegato all'alberino della frizione. Successivamente sono state progettate delle staffe per contenere il gruppo attuatore e per posizionarlo sul telaio sfruttando il foro del perno motore. Per finire, è stato sviluppato un sistema di controllo elettronico per rendere questo nuovo sistema azionabile a distanza.