Studio teorico sperimentale di un sistema di sospensione innovativo per quadriciclo leggero elettrico

The Department of Mechanical Engineering at Politecnico of Milan participates in the role of technical adviser to the design of a lightweight electric quadricycle made possible thanks to funding promoted by Regione Lombardia. This project represents a first significant step towards the cars of the future. Various companies of the automotive production system Poli - Auto participate in this project. The purpose of this project is to build a quadricycle that combines high energy efficiency and good performance in terms of handling and acceleration. This vehicle is particularly suited to urban mobility because electric motor don't emit pollutants, with benefits that are reflected on a better quality of life, especially in areas with high pollution density. The choice of electric drive influences the mechanical design of the vehicle and its subsystems. There are several features make the vehicle with a high rate of innovation; primarily the installation of the motors in the wheels; in addition, the adoption of intelligent circles which measure the force exchanged between the tires and the road. Finally, wide use of composite materials that reduces the mass of the vehicle. This work consist mainly of a theoretical study of an innovative suspension system for this type of vehicle. Initially, it has been analyzed the longitudinal suspension arms made of metallic material (that equip the vehicle), then it has been studied the redesign of the same component made by composite material. In the last part of the work, it has been analyzed the structural characteristics of the chassis, with the extensive use of composite material, reaches values of torsional stiffness comparable to those of ordinary cars. In this paper it's reported the finite element simulations used to perform these studies.

Il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano partecipa, nel ruolo di consulente tecnico, alla progettazione di un quadriciclo elettrico leggero realizzato grazie al finanziamento promosso dalla Regione Lombardia attraverso il bando Driade. A questo progetto, che rappresenta un primo significativo passo verso le automobili del futuro, partecipano diverse aziende del sistema produttivo automotive lombardo Poli - Auto. Lo scopo di questo progetto è realizzare un quadriciclo che abbini all'elevata efficienza energetica buone performance in termini di handling e accelerazione. Questo veicolo è particolarmente adatto alla mobilità urbana in quanto la motorizzazione elettrica permette di non emettere sostanza inquinanti, con benefici che si riflettono su una migliore qualità della vita specialmente nelle zone ad elevata densità di popolazione. La scelta della motorizzazione elettrica condiziona la progettazione meccanica del veicolo e dei suoi sottosistemi. Vi sono diverse caratteristiche rendono il veicolo ad alto tasso di innovazione; in primo luogo l'installazione dei motori direttamente nelle ruote, in secondo luogo l'adozione di cerchi intelligenti che permettono di misurare le forza scambiate tra lo pneumatico e la strada ed infine, il vasto utilizzo dei materiali compositi che permette di ridurre la massa del veicolo. E' in questo contesto che si inserisce il seguente elaborato di tesi, che consiste principalmente nello studio teorico di un sistema di sospensione innovativo per questo tipo di veicolo. Inizialmente, si analizzano le sospensioni a bracci longitudinali realizzate in materiale metallico (di cui il veicolo è dotato), mentre in seguito si studia la riprogettazione degli stessi componenti in materiale composito. Secondariamente, si analizzeranno le caratteristiche strutturali del telaio che, attraverso il vasto impiego dei materiali compositi, raggiunge valori di rigidezza torsionale paragonabili a quelli delle comuni vetture di serie. In questo elaborato si riportano le simulazioni ad elementi finiti che hanno permesso di eseguire questi studi.