Analisi e modellistica di una bicicletta equipaggiata con sospensione elettromeccanica

Nowadays, semi-active suspensions represent a technology only available on four-wheeled vehicles or, more recently, on high-level motorbikes. They provide major advantages in terms of road handling and passengers comfort. The main issues that prevent the spread of these components also in the eld of bicycles are related to their weight, dimensions, power demand and their price. Thanks to the introduction of a motor in place of the classical hydraulic damper, this project aims at bringing the bicycle driving experience to a new level. In this thesis, the motor chosen in order to be substituted to the traditional damper has been characterized; during this procedure, some issues related to the electrical circuit to which it is connected have been solved. Once this task was completed, a model of the entire bicycle, also provided with the cyclist, has been developed. The result is a multibody model that allows the simulation of the bicycle behaviour under various set-ups and conditions. For instance, it is possible to mount the traditional suspension as well as the electromechanical one. Moreover, the rider can be asked to proceed seated or standing on the pedals, rigidly or softly. The simulations that can be performed provide quite accurate results, so that the model represents a tool useful for the development and tuning of the control strategies of the damping characteristics.

Le sospensioni semi-attive rappresentano una tecnologia ad oggi applicata unicamente a mezzi a quattro ruote o, recentemente, anche ad alcune motociclette di alto livello. Esse sono in grado di fornire grandi vantaggi in termini di tenuta di strada e di comfort. Le problematiche principali che impediscono il di ondersi di tali componenti anche nel settore delle biciclette sono legate al peso, all'ingombro, alle potenze in gioco e anche al loro prezzo. Attraverso l'introduzione di un motore al posto del classico smorzatore idraulico si vuole tentare, con questo progetto, di aprire nuove strade nell'ambito dell'esperienza di guida di una bicicletta. In questo lavoro è stato dapprima caratterizzato il motore scelto per assumere il ruolo di smorzatore, risolvendo anche alcune problematiche che erano state riscontrate relativamente al circuito elettrico ad esso collegato. Successivamente si è passati ad una fase di modellizzazione che ha coinvolto l'intera bicicletta, comprensiva di ciclista. Il risultato è un modello multibody che consente di simulare il comportamento della bicicletta in diversi allestimenti e situazioni. In particolare è possibile sostituire la sospensione posteriore e montare quella tradizionale o quella elettromeccanica. É inoltre possibile richiedere al ciclista di procedere da seduto o in piedi sui pedali, rigido o molleggiato. Il modello risulta essere abbastanza accurato e rappresenta uno strumento utile per lo sviluppo e la taratura di strategie di controllo della caratteristica di smorzamento.