Progetto Europeo ECO AUTOMOTIVE 2012
CVT FR4

Studio di ricerca e di tecnologia meccanica riguardante l’ECO-AUTOMOTIVE
indirizzato per tutti i veicoli dotati di ruote
nei quali viene sfruttata l’energia aerodinamica in modo diretto
determinando un risparmio della energia di propulsione richiesta dal motore

eco automotive

Obiettivo delle ricerca / studio:

Nell’ambito dei programmi formativi e dei progetti europei della Fondazione OSF si è affrontato lo studio dei propulsori aerodinamici utilizzati nei diversi settori della meccanica cercando di applicate tale tecnica nel settore delle automotive.
Il presente studio di ricerca e di tecnologia meccanica riguarda la progettazione e la realizzazione di un eco-apparato per il recupero dell’energia aerodinamica di un mezzo di locomozione su ruote, prodotta dalla sua velocità di avanzamento. Si basa, sulle già note caratteristiche, nel convertire la forza aerodinamica dell’aria che la vettura incontra nel suo movimento per ridurre la potenza utilizzata dalla vettura stessa per il mantenimento della velocità. Ciò determina un risparmio della energia di propulsione richiesta dal motore per mantenere la velocità raggiunta. I rendimenti migliori si ottengono dalle medie alle alte velocità in quanto l’incremento di efficienza è esponenziale con l’aumento della velocità (es. velocità autostradali).
Si è notato, viaggiando su autovetture o su altri mezzi di locomozione, che ad una andatura elevata si incontra un vento o un flusso d’aria di velocità considerevole che non viene sfruttato.
Al riguardo si è pensato di utilizzare questo flusso d’aria, dotato di una sua velocità, per agire direttamente sulle ruote dei veicoli sfruttando la sua energia cinetica distribuendola su apposite e speciali palette circonferenziali ricavate sulla parte interna dei cerchi ruota.
In tal modo si sfrutta quella piccola parte di energia, tra l’altro già spesa per far procedere la vettura a quella velocità, per esempio per ridurre l’energia distribuita dal motore occorrente al mantenimento della stessa velocità del mezzo.
Pertanto, la spinta aerodinamica provocata dalla velocità dell’aria, attraverso il distributore che la indirizza direttamente sulle palette sagomate posizionate nei cerchioni, determina una forza di spinta sul cerchio ruota: ciò non è mai stato applicato né sulle normali autovetture né su quelle sportive. Il trovato premette di aumentare il rendimento della potenza impiegata alle alte velocità del mezzo, e quindi di risparmiare energia a parità di velocità raggiunta, riducendo di conseguenza il consumo energetico oltre a permettere al veicolo una maggiore velocità a parità di consumo energetico del motore.

Tecnica:

L’apparato per il recupero dell’energia aerodinamica si basa su conoscenze tecniche già note nel settore della produzione di energia, quali le turbine rotanti, idrauliche o a gas o a fluidi. In questo particolare caso l’applicazione risulta essere una novità poiché viene applicata direttamente sui cerchioni delle ruote delle vetture o su un qualsiasi altro mezzo di locomozione dotato di ruote.
Inoltre permette di evitare considerevoli perdite di rendimento nello sfruttamento dell’energia aerodinamica che si avrebbero con altri tradizionali e complessi sistemi comprendenti turbine, batterie e generatori che richiederebbero inoltre specifici spazi da destinare per la loro installazione, generando inoltre un considerevole aumento di peso sul veicolo.
E’ noto che l’utilizzo di turbine, batterie e generatori possono comportare una perdita di rendimento energetico che può arrivare fino al 40% (20% per ricaricare le batterie e un altro 20% per trasformare l’energia chimica in elettricità).

Progetto eco-apparato:

Il progetto dello studio è quello di ottenere e realizzare un eco-apparato per il recupero dell’energia cinetica dell’aria e del vento prelevato, nell’avanzare della vettura, attraverso una presa ad imbuto disposta contro il senso di avanzamento del mezzo, collegata ad un convogliatore che termina su un distributore (fisso alla piastra che fa da mozzo alla ruota) il quale indirizza l’aria su speciali palette sagomate disposte sulla superficie circolare interna del cerchio ruota.
Dette palette sono sagomate in modo da sfruttare la spinta del vento nello stesso senso di rotazione della ruota per far avanzare la vettura.

Nel settore automobilistico, sportivo in particolare, vengono già impiegate delle prese di aria che vengono utilizzate sia per l’aerodinamica della carrozzeria sia per altri impieghi, quali ad esempio per il raffreddamento dei freni e delle varie parti del motore.
Il presente eco-apparato permette, invece, anche di poter sfruttare l’energia aerodinamica direttamente sui cerchi ruota senza aggravi di pesi e di ulteriori apparati meccanici.

Settore di applicazione:

Il presente eco-apparato può essere impiegato su ogni veicolo dotato di ruote (autovetture, moto, rimorchi...) ed è compatibile con ogni tipo di propulsore (anche ibrido) Non stravolge la meccanica della trasmissione e può essere impiegato anche nelle ruote folli dei veicoli (generalmente quelle posteriori nelle autovetture) generando una ulteriore eco-ibrida aerodinamica energia motrice (in questo modo tutte le ruote della autovettura diventano motrici).

Caratteristiche:

Questo eco-apparato adotta particolari cerchi ruota dotati nella parte circolare interna di speciali palette per lo sfruttamento dell’energia aerodinamica nei mezzi di locomozione durante il loro movimento.
Permette un considerevole risparmio energetico con incremento esponenziale in base all’aumento della velocità con il conseguente aumento delle prestazioni del veicolo.
Permette di ottenere un propulsore ECO compatibile al 100%

Funzionamento / Manutenzione

Diversamente dagli altri sistemi di trasmissione, questo eco-apparato, non disperde energia nel suo funzionamento in quanto non vi sono contatti diretti tra i suoi componenti e pertanto è privo della normale manutenzione ordinaria che devono sottostare tutte le parti meccaniche in movimento (vedasi ad esempio le trasmissioni 4x4).
Inoltre è anche privo di ulteriori forze di inerzia centrifuga (visto che non vi sono ulteriori apparati per le turbine essendo gli stessi cerchi ruota turbine) permettendo in tal modo di ottenere il massimo ed immediato rendimento.

CO2

Il presente eco-apparato è stato particolarmente studiato al fine di limitare le emissioni di CO2 che in alcuni paesi tali parametri sono presi in considerazione per il calcolo delle imposte di circolazione.
L’Unione Europea infatti ha raggiunto un accordo sulle sanzioni anti-anidride carbonica che dovranno essere pagate dalle case produttrici di veicoli. La base di calcolo è costituita dalle cosiddette emissioni di CO2 di flotta (l’intera gamma di auto nuove omologate in un anno da un costruttore).

Pneumatici

Inoltre è noto che i maggiori produttori di pneumatici sono alla ricerca di dimezzare nei prossimi anni la resistenza al rotolamento cercando di tagliare della metà quel 20% di energia che oggi viene dissipata dal pneumatico cercando inoltre nel contempo di lasciare inalterate prestazioni e sicurezza. Attualmente 1 pieno su 5 viene dissipato dai pneumatici. Il 5-15% è l’aumento delle emissioni di CO2 dovuto a pneumatici sgonfi.
Con lo studio di questo innovativo eco-apparato si potrà arrivare fino a colmare questo inutile consumo di CO2.

Obiettivi:

Gli obiettivi del presente eco-apparato sono quelli di poter ottenere un considerevole risparmio della energia di propulsione richiesta dal motore, oltre che a migliorare le prestazioni del veicolo senza stravolgere la meccanica della trasmissione.

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