Studio teorico sperimentale di un telaio in materiale composito per quadriciclo leggero elettrico

Nowadays the use of environmentally friendly sources of energy is becoming more and more relevant. Even the vehicles need to start using these kind of resources. According to this, the Mechanical Department from Politecnico di Milano collaborates on a project called GreenFun, in the role of technical advisor. The aim is to project and build a light quad moved only by electrical motors, in order to provide the citizens the possibility to move around the town respecting the environment, without renouncing the pleasure of driving. This project has also allowed to consolidate the relationships between the university and the industrial firms, promoting the exchange of technical knowledge. The GreenFun uses smart wheels, that allow to measure the contact forces between the tire and the ground, and four drive wheels. This solution consist of connecting the electrical motors directly to the wheels. During the design we must define the chassis geometry and its material, we have to choose the kind of suspension that is more right for the drive wheels and define the steering kinematic in relation to the dimensions of the vehicle and the type of suspension chosen. These aims are achieved realizing a balance between the lightness and the resistance of the mechanical parts, employing a mixture of composite materials and aluminium alloy, and using an innovative suspensions system designed specifically for the drive wheels. After the design phase, we take part in the assembling of the vehicle, facing the typical problems related to the working world. The achievement is a light and comfortable quad which is fun to drive and has a good handling thanks to the fact that it has four independent motors.

In un periodo come quello che si sta attraversando, sta assumendo un’importanza sempre maggiore l’utilizzo di forme di energia non inquinanti. Anche nel settore dei veicoli terrestri si avverte tale esigenza. In quest’ottica si inserisce il progetto “GreenFun”, a cui collabora il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano nel ruolo di consulente tecnico. L’obbiettivo è quello di progettare e realizzare un quadriciclo leggero con trazione puramente elettrica in modo da offrire agli utenti la possibilità di muoversi, nei percorsi urbani, nel rispetto dell’ambiente, senza rinunciare al piacere della guida. Questo progetto ha permesso anche di consolidare i rapporti tra le imprese e la realtà accademica, favorendo uno scambio reciproco di conoscenze tecnico-scentifiche. La GreenFun prevede l’impiego di ruote intelligenti, che permettono di misurare le forze di contatto tra pneumatico e terreno, e l’utilizzo di quattro motoruote, soluzione che prevede di inserire i motori elettrici direttamente nelle ruote. Durante il presente lavoro di tesi è stato necessario definire la geometria del telaio e i materiali con cui realizzarlo, scegliere il tipo di sospensione più adatta alla modalità con cui si fornisce la trazione, definire il cinematismo della tiranteria dello sterzo che sia compatibile con gli ingombri e il sistema di sospensione scelto. Tutto ciò è stato effettuato cercando un buon compromesso tra leggerezza e resistenza dei componenti, utilizzando un insieme di materiali compositi e leghe leggere, e adottando un sistema di sospensioni innovativo pensato ad hoc per le motoruote. Dopo la fase di progettazione, si è partecipato attivamente all’assemblaggio del veicolo, confrontandosi con le problematiche tipiche del mondo del lavoro. Il risultato ottenuto è un quadriciclo leggero con particolare attenzione al confort, ma che risulta piacevole nella guida e dotato di un buon comportamento per quanto riguarda l’handling.