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26 March 2008

2° SESSIONE D'ESAME DISEGNO DI CARROZZERIA - INGEGNERIA DEL VEICOLO Il gruppo 7 si ripresenta e supera l'esame con uno studio interessante

Dopo essersi presentati anche alla prima sessione, con un elaborato ancora provvisorio, questa volta il gruppo 7, composto dagli studenti:
Riccardo Pettazzoni Daniele Poggi
Franco Menapace Leonardo Vituari
si ripresenta con uno studio per certi versi interesssante del quale, come di consueto, Vi proponiamo anche la relativa relazione tecnica.

Oggetto del presente elaborato è lo studio del complessivo di carrozzeria del veicolo Maserati MC12, a partire dal layout meccanico fornito dal costruttore. Tale auto nasce come sportiva da competizione con soluzioni estreme e poco adatte alla circolazione su strada. L’obbiettivo del lavoro è innanzitutto quello di modificare gli aspetti piú estremi della carrozzeria in modo da arrivare ad una configurazione omologabile secondo le norme vigenti. Oltre ció viene fatta una rivisitazione in chiave più classica delle linee della carrozzeria al fine di ottenere uno stile e una configurazione vicini al segmento delle granturismo. La scala di rappresentazione scelta è 1:5, in quanto ci permette di coniugare al meglio precisione e comoditá di disegno. Nella prima parte della trattazione è fornita una descrizione generale delle scelte stilistiche, di seguito sono descritte nel dettaglio le varie parti della carrozzeria.

STILE
La vettura in esame nasce per l’impiego nelle competizioni e a questo scopo sono rivolte le soluzioni adottate: profili aerodinamici, ampie prese d’aria frontali e laterali, alettone posteriore, posizione di guida. Le considerazioni preliminari riguardano il nuovo contesto della vettura, che dovrà collocarsi nel segmento delle granturismo. Pur rimanendo una vettura estrema deve però rispondere ad esigenze tipiche della guida in strada quali sicurezza e comodità. Per poter superare le prove di omologazione sono stati effettuate diverse modifiche quali posizione di Oscar, angolo di attacco anteriore e posteriore, altezza del telaio da terra, curvatura del tettucci. La linea generale della carrozzeria riprende per l’anteriore la classica griglia ovale Maserati, continua sulle fiancate e verso il posteriore con uno scivolo che unisce i passaruota anteriori alla grande ala posteriore, meno funzionale della versione da gara ma indispensabile per la stabilità del veicolo. Il cofano posteriore presenta una lunga pinna centrale che parte dalla presa dinamica dell’aria posta sopra al tettuccio e si fonde nella parte finale all’ala posteriore.


CARATTERISTICHE DEL NUOVO PROGETTO
Vediamo di seguito le grandezze caratteristiche del veicolo nella nuova veste.

Le modifiche più corpose, rispetto al veicolo originale, le possiamo vedere a livello di dimensioni complessive. Infatti il veicolo passa da una lunghezza complessiva di circa 5 m a poco più di 4.5 m, questa sostanziale differenza la si deve soprattutto all’eliminazione del diffusore posteriore (indispensabile nella versione da corsa). Altra naturale differenza dovuta al passaggio ad uso stradale, è quello dell’altezza minima da terra, che è stata aumentata per poter rientrare nella normativa di omologazione prevista. Il risultato che si è voluto ottenere è quello di un veicolo che, pur mantenendo la sua natura da corsa, possa risultare più comodo e funzionale nell’uso su strada, ed omologabile a tale scopo.
Zona anteriore
La parte anteriore del veicolo presenta un cofano con una superficie centrale pressoché piatta sulla quale sono ricavate lateralmente due griglie per l’evacuazione dell’aria calda dai radiatori. In direzione longitudinale il cofano scende dolcemente verso la parte anteriore e termina in una griglia ovale leggermente a sbalzo. Nella zona centrale del cofano, a ridosso del parabrezza è stato disegnato un profilo semi-ogivale in modo da coprire il gocciolatoio presente centralmente, alla base del parabrezza; tale scelta è stata fatta per non alzare troppo il profilo del cofano con conseguente penalizzazione a livello dell'angolo di visibilitá. Le cerniere del cofano sono collocate sotto il parabrezza, e sono costituite da un sistema meccanico del tipo a quadrilatero articolato, in modo tale che all'apertura il cofano trasli leggermente in avanti, prima di effettuare la rotazione attorno alla cerniera, evitando cosí interferenze con la base del parbrezza. L’apertura del cofano scopre la parte centrale dell’anteriore ad esclusione dei passaruota. Questi ultimi vanno ad abbracciare completamente il gruppo ruote-sospensioni anteriori dando cosí alla vettura un profilo piú alto esternamente rispetto alla zona centrale dove abbiamo il cofano. Il passaruota è stato disegnato mantenendo una distanza radiale elevata, soprattuto nella zona inferiore, tale da evitare possibili interferenze con il pneumatico in caso di forte scuotimento della sospensione, e in modo da permetterci di installare pneumatici di dimensioni maggiori non essendo nota la scelta definitiva dei pneumatici per questa vettura. I gruppi ottici sono composti di quattro elementi, due fari abbaglianti e due anabbaglianti di dimensioni omologate (vedi riferimento figura), e sono posizionati anteriormente lungo il continuo del passaruota all'interno di una carenatura, ad un’altezza da terra pari a 520 mm in posizione avanzata per non interferire con il flusso di aria attraverso i pacchi radianti. Gli indicatori di direzione sono integrati nel gruppo ottico in posizione esterna rispetto la fanaleria principale.

Il paraurti presenta due ampie griglie necessarie ad alimentare i radiatori anteriori. Le dimensioni generose sono tali da permettere un buon afflusso di aria anche al comparto freni anteriori. Si rimanda comunque la decisione, delle dimensioni finali di tali prese, ad uno studio particolare sull’afflusso d’aria nei radiatori e al raffreddamento dell’impianto frenante . Nella zona del paraurti, in posizione centrale, al di sotto della griglia integrata al cofano, troviamo il supporto semplice per la targa, di dimensioni tali da ospitare una targa omologata. La zona deformabile ha una altezza minima di 500 mm, cosí come prescritto dalle normative, inoltre è stata posta particolare attenzione alla sagoma di tale zona, in modo da ottenere una distanza dagli elementi meccanici, quali i radiatori, sufficiente ad evitare danni ingenti in caso di urto frontale.

Le sezioni eseguite nella parte frontale hanno lo scopo di mettere in luce il profilo anteriore, la curvatura del paraurti e la zona dei passaruota, sicuramente più complesse e articolate. Le sezioni vicine al parabrezza sono state rappresentate sul fianco in quanto si è ritenuto importante mettere in evidenza la presa d’aria laterale per l’evacuazione dell’aria calda di freni e radiatori, e sono state infittite nelle zone critiche per ottenere una maggiore chiarezza dell’andamento del corpo vettura. Va infine fatto rilevare che l'angolo di rampa anteriore ottenuto con tale configurazione risulta essere di 8.5°, ampiamente conforme alla norma considerata che prevede un angolo di rampa anteriore di 7°.

Parte centrale
Per quanto riguarda la zona centrale della vettura, è stato deciso di mantenere invariato il progetto della cellula interna, ovvero non sono stati modificati i montanti anteriori e posteriori della cellula né, di conseguenza, il parabrezza. Le modifiche più visibili sono state apportate al padiglione, che si differenzia dal modello originale per la linea di cintura, ora più bassa per garantire un angolo di visibilità laterale migliore. Inoltre è stata data al tettuccio una linea più curva in modo da poter mantenere elevati gli standard di sicurezza in caso di urto per gli occupanti. Sono poi stati eliminati i montanti delle portiere per facilitare l’accesso alla vettura e dare una connotazione più aggressiva alle portiere quando aperte. A seguito di tale modifica i finestrini laterali sono progettati in modo da scomparire in chiusura nel tettuccio, con isolamento garantito da apposite guarnizioni antipioggia ad appoggio, utilizzate per le spider. Per motivi estetici si consiglia l’utilizzo di vetri imbruniti nella parte superiore, in modo da nascondere la vista delle delle guarnizioni e del telaio. Tale tipologia di finestrino obbliga ovviamente l’utilizzo di un sistema elettrico che permetta il parziale e rapido abbassamento del finestrino prima dell’apertura della portiera e viceversa in chiusura. Ulteriore modifica apportata in questa zona riguarda l’abbassamento della linea di cintura, per migliorare la visibilità laterale e ottenere una configurazione più stradale. La portiera segue in gran parte la linea originale per ciò che riguarda la curvatura, in quanto non sono state apportate modifiche alla cellula abitativa. Le modifiche apportate riguardano in particolare la zona esterna della portiera dove il progetto prevede una zona a parallelepipedo (piatta superiormente) che si sviluppa longitudinalmente dal passaruota anteriore a quello posteriore, con la zona superiore di tale parallelepipedo che va ad alzarsi realizzando uno “scivolo” continuo fino alla coda della vettura. Tale soluzione è stata adottata vista la notevole distanza della cella abitativa dal bordo esterno vettura, per evitare eccessive curvature della carrozzeria, sfruttandola poi per richiamare le pance laterali dei corpi vettura delle vetture F1 anni 80. Infine per non arrivare ad un aspetto troppo massiccio della carrozzeria in questa zona, è stato ricavata lateralmente una scavatura
lungo tutto il corpo vettura; tale incavo collega gli sfoghi d’aria delle parti meccaniche anteriori (subito dietro le ruote) alla presa d’aria dei radiatori posteriori. L’apertura delle portiere avviene mediante cerniere flottanti, posizionate nella zona della carrozzeria antistante la portiera che presenta lo spessore maggiore. L’asse di rotazione della cerniera è posizionato il più esterno possibile rispetto al corpo vettura, per evitare interferenze che non permetterebbero la corretta e completa apertura delle portiere. Le cerniere per l’apertura delle portiere sono posizionate davanti alle ruote posteriori, in questa zona la carrozzeria si allarga leggermente andando a terminare nel passaruota posteriore. La modifica più importante apportata rispetto l’originale è stato il riposizionamento di Oscar (manichino standard utilizzato per valutare l’abitabilità del veicolo), in particolare per ciò che riguarda la posizione del punto H e il coricamento della linea dello schienale. Nella tabella seguente vediamo quali sono le modifiche apportate.


Questi nuovi parametri garantiscono un angolo di visibilità frontale superiore al limite dettato dalle normative, nella maggiorparte della zona anteriore del veicolo. Come si vede dal disegno le zone che non soddisfano pienamente la normativa, sono i passaruote laterali, che costituiscono comunque una zona minoritaria della parte anteriore del veicolo dove viene valutato l’angolo di visibilità.
Per permettere il riposizionamento di Oscar si è reso necessario modificare il tettuccio, incrementandone la curvatura. Tale modifica ha permesso l’innalzamento del punto H che garantisce la sicurezza di Oscar, evitandone l’impatto con il parbrezza in caso di urto frontale. Si è cercato con queste modifiche di coniugare sicurezza e abitabilità, portando l’angolo di inclinazione della schiena a circa 65° dal piano orizzontale. A seguito della modifica del tettuccio è stata variata l’altezza dello snorkel, per garantire l’arrivo ad essa di un corretto flusso di aria. Il bocchettone della benzina è stato posizionato sullo scivolo sinistro, nella zona immediatamente retrostante la portiera, si prevede poi un opportuno condotto che lo colleghi al serbatoio in posizione originale. Infine gli specchietti retrovisori non sono integrati nella carrozzeria ma costituiscono una appendice laterale. Infatti la visibilità posteriore è compromessa dal profilo delle fiancate e dall’alettone che ha costretto a ripiegare ad una soluzione esteticamente opinabile ma efficace per limitare gli angoli ciechi posteriori. Per la realizzazione e il posizionamento di tale componente si rimanda comunque a studi più approfonditi.

Parte posteriore
Il retrotreno è la parte più complessa della carrozzeria: i due elementi predominanti sono l’ala posteriore e la pinna centrale. Il primo costituisce un elemento di continuità degli scivoli laterali che iniziano dai passaruota anteriori, continuano nel fianco e si alzano nel posteriore fino all’alettone che garantisce deportanza al veicolo nella zona posteriore. La pinna centrale unisce l’ala posteriore alla presa dinamica del motore, posta nella parte posteriore del tettuccio. L’airscope costituisce la parte iniziale della pinna che si sviluppa con un profilo discendente fino all’ala posteriore.
Il gruppo ottico posteriore è integrato interamente nell’ala e presente un elemento principale a led di forma curva ad L che integrano luci di posizione e di stop, stile già adottato in passato da Maserati, a queste si aggiungono due gruppi ovali minori per gli indicatori di direzione e le luci fendinebbia posteriori.; la terza luce di stop è integrata nella parte posteriore dell’alettone. Lo specchio di coda è caratterizzato da una ampia griglia di sfogo dell’aria calda. Nel paraurti sono integrati gli scarichi mentre lateralmente sono presenti due griglie per lo sfogo dell’aria calda proveniente dai freni. Sempre nel paraurti in zona centrale è ricavato l’alloggiamento per il porta-targa comprensivo di sistema luminoso regolamentare. La zona deformabile è ad un altezza superiore ai 500mm previsti dalla normativa e ad una opportuna distanza dalle parti meccaniche, in particolare la scatola del cambio. Il cofano posteriore presenta fenditure per l’evacuazione di aria calda ed eventuali vapori di combustibili che si possono sviluppare a veicolo fermo. Il cofano è incernierato al montante posteriore della cellula abitativa, all’apertura viene sollevata tutta la zona sopra al motore e la parte posteriore dei passaruota: questo permette di accedere agevolmente al vano motore e ai radiatori laterali. Tale sistema di apertura ricorda quello adottato dalla Ferrari sul modello F40.


Divisione della carrozzeria
La carrozzeria della vettura è suddivisa in 9 parti principali: ? Paraurti anteriore ? Cofano anteriore ? 2 Bancate laterali anteriori (zona sopra i passaruote anteriori) ? Tettuccio
? 2 Bancate laterali centrali (zona dalla presa d'aria laterale fino allo scivolo posteriore) ? Cofano posteriore ? Paraurti posteriore
Mentre le zone di divisione dei paraurti e dei cofani anteriore e posteriore risultano essere intuitive, è bene sottolineare le divisioni nella parte centrale del corpo vettura tra tettuccio, bancate laterali anteriori e centrali. La divisione tra tali parti della carrozzeria avviene nella zona anteriore della portiera, in particolare la divisione tra bancata laterale anteriore e tettuccio avviene alla base del montante del parabrezza seguendo il prolungamento del curvano nella zona laterale fino alla portiera. La divisione tra bancata laterale anteriore e quella centrale segue invece la linea di portiera anteriore, prolungandosi poi fino al fondo vettura.

Sezioni
Per descrivere in maniera completa e accurata gli andamenti della carrozzeria nelle varie parti della vettura, sono state disegnate sezioni trasversali e assiali. Per le sezioni trasversali la quota di riferimento (quota 0) da noi considerata è quella relativa al punto più alto della vettura, da tale quota sono state realizzate sezioni ogni 200 mm sia verso l'anteriore della vettura che verso il posteriore, infittendole laddove si riteneva opportuno. Vengono di seguito elencate le quote delle sezioni e in quale vista sono state rappresentate.
Rappresentazione Quota (mm) 0
-200
-400
-600
Fianco (ribaltate 90°)
-800
-1000
-1200
-1350
-1450
-1550 -1800
-2000
-2200
Prospetto anteriore -2400
-2600
-2650
-2700
-2750 0
200
400
600
Prospetto posteriore
800
1000
1200
1400
1600
Dalla tabella si nota dove sono state infittite le sezioni allo scopo di una maggiore chiarezza dell'andamento della carrozzeria nelle zone con curvature maggiori. In particolare la zona del fianco tra il passaruota e la portiera, e la parte anteriore del muso.
Per quanto riguarda le sezioni assiali, sono state disegnate solamente nella zona del cofano posteriore, in quanto non avendo modificato i montati del parabrezza l'andamento della carrozzeria e del parabrezza stesso risulta identico all'originale, rendendo superflua la rappresentazione delle sezioni assiali in tale zona.

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