Studio di trasmissioni a variazione continua del rapporto di trasmissione per applicazioni veicolistiche : analisi dei parametri caratteristici dei sistemi di variazione a comando meccanico. Studio di un modello matematico per progettazione, dimensionamento e costruzione, in grande serie, del sistema meccanico di variazione

Abstract

Nel presente lavoro di dottorato è stato approfondito lo studio delle trasmissioni a variazione continua del rapporto di trasmissione, comunemente utilizzate sui ciclomotori, completando e migliorando modelli matematici oggetto di precedenti studi in tema, citati in bibliografia. Un modello matematico che riesca a descrivere il comportamento di un variatore a cinghia trapezoidale non è di semplice messa a punto, l’interpretazione del fenomeno fisico è infatti piuttosto complessa. La comprensione dell’influenza dei numerosi parametri in gioco e la determinazione del loro andamento al variare delle condizioni di funzionamento della trasmissione hanno richiesto un notevole studio bibliografico che ha evidenziato l’assenza di metodologie di carattere generale applicabili da parte dei progettisti. Degli studi presi in esame, infatti, alcuni trascurano il comportamento di alcuni parametri che entrano nel fenomeno fisico, altri ne descrivono il comportamento attraverso costanti di prima approssimazione; ciò non consente la sufficiente aderenza alla realtà per poter sviluppare un modello matematico idoneo alla progettazione ottimizzata di una trasmissione. Nasce quindi l’esigenza di approfondire alcuni dei numerosi parametri interpretandone gli andamenti. Per validare le ipotesi e i modelli analitici dedotti, si sono pensate ed effettuate prove sperimentali che hanno richiesto la gentile collaborazione della Honda Italia che ha messo a disposizione i propri laboratori. Al fine di riuscire a definire un modello matematico di prima approssimazione, che descriva il comportamento delle trasmissioni a variazione automatica del rapporto di trasmissione utilizzate nel settore delle due ruote, si è proceduto a descrivere e ad acquisire i dati necessari che determinano le caratteristiche della trasmissione oggetto dello studio. Si sono individuate quindi le relazioni tra i parametri che intervengono, in modo da riuscire a mettere a punto un modello che possa essere facilmente utilizzabile al variare delle trasmissioni analizzate.

Si è reso necessario condurre campagne di prove che consentano di analizzare nel dettaglio il comportamento di singoli componenti della trasmissione. I banchi prova di tipo industriale hanno consentito di acquisire tutte le grandezze in ingresso e in uscita dalla trasmissione, ma non hanno permesso di indagare più dettagliatamente, ad esempio, sul comportamento della cinghia durante il funzionamento. Pertanto si è resa necessaria, nell’ambito del presente studio, la progettazione e la realizzazione di un apposito banco prova che possa assolvere a queste specifiche esigenze. Al fine di validare l’attendibilità del modello matematico elaborato si è infine provveduto ad effettuare il dimensionamento del gruppo di trasmissione del ciclomotore oggetto dello studio, seguendo le procedure di dimensionamento descritte nel presente lavoro. I risultati così ottenuti dall’applicazione del modello matematico sono stati confrontati con i dati della trasmissione reale, rilevando un’ottima corrispondenza. Il modello matematico sviluppato può quindi essere applicato anche cambiando l’obiettivo prestazionale del veicolo (ad esempio ottimizzazione della fase di accelerazione o della marcia in salita o della velocità massima etc), ottenendo rapidamente il dimensionamento dei principali elementi della trasmissione, minimizzando così il ricorso alla realizzazione di prototipi e alle relative prove sperimentali.