ESAME DISEGNO DI CARROZZERIA: ancora una nuova tesina sulla Maserati MC12

Università di Modena e Reggio Emilia
Facoltà di Ingegneria “Enzo Ferrari”
Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria del Veicolo
All’esame finale del corso di DISEGNO DI CARROZZERIA del Prof. Fabrizio Ferrari, il gruppo composto da:
Sissa Simone
Aiardo Esposito Raffaele
Gardini Alessandro
Lai Daniele
Sissa Simone
ha presentato lo studio di un inedito complessivo di carrozzeria, nuovamente dedicato ad una versione stradale della Maserati MC12.

1. INTRODUZIONE
Nella seguente relazione si motivano le scelte effettuate nello studio di una carrozzeria su
telaio della Maserati MC12 per il corso di “Disegno di Carrozzeria”.
Obbiettivo del lavoro è stato quello di adattare una vettura da corsa all’uso stradale
tenendo in considerazione alcune importanti norme di omologazione e di sicurezza per un
veicolo al fine di ottenere l’omologazione alla circolazione.
Si è cercato di mantenere la vettura semplice, in modo da sottolineare soprattutto la sua
natura sportiva anche in considerazione del marchio che rappresenta; sono state
apportate modifiche al telaio sia per permettere un posizionamento del manichino
regolamentare “Oscar” sia per esigenze funzionali alla nuova carrozzeria.
Noto il layout meccanico e le norme da rispettare, si sono adattate le idee di stile
preliminari alle esigenze funzionali e agli ingombri disponibili.

Nella seguente relazione, dopo aver inquadrato il tipo di vettura MC12 originale, si
spiegano che tipologie di interventi sono stati eseguiti al fine di renderla omologabile
all’uso stradale. In particolare viene suddivisa la carrozzeria in tre zone, centrale, anteriore
e posteriore e ciascuna di essa viene analizzata.
Il nome scelto per la vettura è Maserati MC 12 Evolution poiché evoluzione del modello
precedente.


2. ANALISI MASERATI MC12
Si è ritenuto indispensabile prendere atto delle caratteristiche della vettura di base e delle
sue prestazioni.
· CARROZZERIA: tipo Roadster con tettuccio rigido asportabile, due posti, motore
posteriore centrale, trazione posteriore.
· TELAIO: Scocca portante in carbonio e honeycomb di nomex con strutture anteriori e
posteriori in alluminio.
· SOSPENSIONI:

o Anteriori: a quadrilateri articolati con schema push-rod; ammortizzatori
monotaratura e molle elicoidali coassiali.
o Posteriori: a quadrilateri articolati con schema push-rod; ammortizzatori
monotaratura e molle elicoidali coassiali.
o Cerchi 19” in lega leggera; anteriori 9J x 19, posteriori 13J x 19.
Pneumatici anteriori 245/35 ZR19, posteriori 345/35 ZR 19.
· FRENI: Impianto Brembo a quattro dischi autoventilanti e forati. Anteriori 380 mm x 34
mm, posteriori 335 mm x 32 mm; pinze in lega leggera a sei pistoni anteriori e quattro
posteriori a diametro differenziato. Materiale d’attrito pastiglie: Pagid RS 4.2.1. Sistema
antibloccaggio ABS Bosch 5.3 . Ripartitore frenata a controllo elettronico (EBD).
· TRASMISSIONE: Cambio longitudinale posteriore rigidamente collegato al motore.
Trasmissione meccanica a 6 marce elettroattuata Cambiocorsa con comando di
asservimento idraulico gestito elettronicamente realizzato mediante leve a bilanciere
poste dietro al volante. Frizione bidisco a secco da 215 mm di diametro, con
parastrappi torsionali, comandata idraulicamente.
Controllo di trazione ASR Bosch.
· MOTORE: 12 cilindri a V di 65°. Distribuzione a due alberi a camme in testa per
bancata azionati da cascata ingranaggi; quattro valvole per cilindro comandate da
bicchierini idraulici. Lubrificazione motore a carter secco con pompe in unico gruppo.
Sistemi di accensione e di iniezione integrati Bosch, acceleratore a comando
elettronico “drive by wire”.
· DIMENSIONI E PESI:
Peso: 232 kg
Cilindrata: 5998 cm3
Alesaggio: 92 mm
Corsa: 75,2 mm
Rapporto di compressione: 11,2:1
Potenza massima: 465 kW (630 CV)
Regime di potenza massima: 7500 giri/min
Coppia massima: 652 Nm (66,5 kgm)
Regime di coppia massima: 5500 giri/min
Regime massimo ammesso: 7700 giri/min
Lunghezza: 5143 mm
Larghezza: 2096 mm
Altezza: 1205 mm
Passo: 2800 mm
Carreggiata anteriore: 1660 mm
Carreggiata posteriore: 1650 mm
Sbalzo anteriore: 1248 mm
Sbalzo posteriore: 1095 mm
Diametro di sterzata: 12 m
Capacità serbatoio: 115 l
Peso a secco: 1335 kg
Ripartizione: 41% ant. – 59% post.
Rapporto Peso / Potenza: 2.1 kg/CV
· PRESTAZIONI:
Velocità massima: superiore a 330 km/h
Accelerazione da 0 a 100 km/h: 3.8 s
Accelerazione da 0 a 200 km/h: 9.9 s
Accelerazione 0-400 metri: 11,3 s
Accelerazione 0-1000 metri: 20,1 s
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3. SCALA DI RAPPRESENTAZIONE E PROIEZIONI ORTOGONALI
Prima di iniziare lo studio di carrozzeria, è stata presa in esame la teoria per rappresentare
in modo corretto, completo e funzionale la vettura.
Il punto di partenza è la scelta di una scala di rappresentazione che consiste in uno
strumento matematico, indispensabile per la presentazione in formato ridotto di un
qualsiasi oggetto bi e tridimensionale. Per definizione questo è il rapporto tra le dimensioni
della realtà e quella di una sua rappresentazione. Esistono varie scale, adottate in base
all’accuratezza con la quale si vuol procedere alla raffigurazione dell’oggetto. Quelle più
comuni nell’ambito del disegno di carrozzeria, sono 1:10, 1:5, 1:4, 1:2,5, 1:1.
La scala 1:1 è sicuramente quella più precisa e soprattutto quella necessaria al passaggio
dalla fase di progettazione a quella realizzativi: ultimato il disegno,tale scala assicura una
precisione millimetrica utile per realizzare fisicamente la carrozzeria di un veicolo. La scala
1:5, che è quella scelta per il disegno da effettuare anche considerato che lo stesso layout
meccanico di partenza è riportato nelle stesse proporzioni, è un giusto compromesso tra
precisione e comodità di elaborazione, inoltre garantisce una valutazione rapida delle
proporzioni tra il veicolo reale e quello in scala.
Dato che l’oggetto progettato è tridimensionale, per avere una visione globale è
necessario l’utilizzo delle proiezioni ortogonali, che permettono di rappresentare il modello
nello spazio con proiezioni bidimensionali, che contengono tutte le informazioni necessarie
per ricostruire il modello in 3D. Riuscire a costruire correttamente tali proiezioni è un modo
utile per conservare tutte le caratteristiche geometriche, non visibili in altro modo nella
rappresentazione in piano.
In particolare le viste rappresentate nel disegno sono il fianco sinistro,la pianta ed i
prospetti anteriore e posteriore. Queste ultime tre, considerata la simmetria del veicolo,
sono rappresentate solo per metà: i due prospetti anteriore e posteriore sono raffigurati
rispetto all’asse di simmetria longitudinale e la pianta rispetto al piano longitudinale.
La precisione del disegno si evince dalla coincidenza di tutti i punti del veicolo nelle varie
proiezioni del disegno.
Dato che le viste sono realizzate in modo tale da essere ortogonali tra loro, l’andamento
delle superfici è visibile solo mediante delle sezioni, che rispecchiano con precisione le
curvature particolari di ogni regione della carrozzeria. Le sezioni sono proprie in ogni vista,
quindi per riuscire a comprenderne bene l’andamento, per
completezza di rappresentazione sono riportate in modo trasversale, longitudinale ed
assiale. Nello specifico, le sezioni trasversali permettono la visibilità della curvatura della
vettura nei due prospetti anteriore e posteriore, dove sono realizzate in loco e nella vista di
fianco, dove la rappresentazione dell’andamento è ribaltata di 90°. Le sezioni assiali,
realizzate nella vista in pianta, consentono di comprendere la curvatura del parabrezza e
delle regioni adiacenti. Nel caso in esame queste sezioni sono molto utili per studiare le
superfici frontali del cofano e della zona posteriore, ove è più complesso il disegno e
quindi sono in numero maggiore per chiarezza di
lettura. Non sono state realizzate le sezioni longitudinali perché deducibili dalle varie viste.
4. BOZZETTO
L’idea sulla quale si basa la carrozzeria modificata della Maserati MC12 è quella di
ottenere una vettura che abbia una chiara impronta sportiva, ma che sia anche elegante.
Si è quindi pensato di limitare l’utilizzo di prese d’aria e di eliminare l’alettone. Nella
seguente figura si riporta il bozzetto su cui si è basato il lavoro e che verrà in seguito
perfezionato con il suo sviluppo, dovendo comunque rispettare le normative imposte per
l’omologazione.

5. VINCOLI DI PROGETTO
Dai disegni del layout meccanico in scala 1:5 si sono ricavati il passo, le carreggiate
anteriore e posteriore e tutti gli ingombri significativi per il successivo posizionamento della
carrozzeria. Le viste a disposizione sono quella sul fianco della vettura e quella in pianta.
Si sono fissate le posizioni dei centri ruota, si considerano le stesse non camberate e si è
eliminato l’angolo di pitch raddrizzando la linea del fondo telaio e portandola parallela alla
linea di terra.
Si è reso necessario considerare gli ingombri meccanici principali per poter proseguire lo
studio: in particolare ci si concentra sugli pneumatici, sui radiatori e sulla trasmissione
meccanica.
Gli pneumatici sono Pirelli da 245/35 (anteriori) e 345/35 (posteriori) con cerchi da 19’,
come riportato nelle caratteristiche generali dell’MC12 originale.
I radiatori anteriori sono posti simmetricamente rispetto all’asse longitudinale dell’auto, da
325 mm fino a 875 mm dall’asse passante per i centri ruota anteriori; nella zona adiacente
lo pneumatico, i radiatori distano da terra 140 mm e in quella più sporgente 285 mm; nella
vista in pianta l’ingombro complessivo è di 1550 mm. I radiatori posteriori, come già visto
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per quelli anteriori, sono simmetrici rispetto all’asse longitudinale del veicolo, distanti da
470 mm a 670 mm dall’asse passante per i centri ruota posteriore. Sono inclinati di 45° in
pianta, rispetto all’asse dei centri ruota; l’altezza da terra è di 115 mm e i radiatori si
sviluppano in altezza per 585 mm dal punto di fissaggio del telaio.
La scatola del cambio – differenziale è situata centralmente nella zona più arretrata del
veicolo, ingombra fino a 500 mm dall’asse posteriore e ha un’altezza da terra di 150 mm.
6. POSIZIONAMENTO DI OSCAR
Oscar rappresenta un uomo di media statura, che può assumere diverse posizioni, grazie
alla possibilità di articolare gambe, braccia e testa, al fine di trovare la configurazione più
confortevole. Una sua schematizzazione viene riportata nella figura seguente:
Parametro di particolare interesse per il posizionamento di Oscar è il punto H,
corrispondente alla giunzione del bacino. La sua altezza da terra e la sua posizione
longitudinale costituiscono un buon riferimento per la scelta dell’inclinazione del busto e
delle gambe.
Le normative impongono, oltre alle dimensioni di Oscar, gli angoli di visibilità e la sicurezza
in caso di impatto. Questi elementi indirizzano verso una progettazione dell’abitacolo che
garantisca spostamenti agevoli, comfort, un’ottima visibilità e la sicurezza in caso di urto
infatti in queste condizioni il conducente deve poter ruotare attorno al punto H e urtare l’air
bag senza incontrare altri ostacoli. A tal fine si è dovuto spostare il punto H rispetto alla
versione originale per rispettare la norma in caso di urto. Rispetto al caso di partenza
questo punto è stato arretrato. L’angolo di visuale di 7° è rispettato limitando l’altezza dell’
anteriore nel punto più critico di passaggio della retta inclinata tangente alla parte più alta
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del cofano rispetto a quella orizzontale passante per l’occhio di Oscar, infatti sono stati
garantiti 8-9° di visuale.
Inoltre, un altro accorgimento ha previsto di ridurre l’angolo di inclinazione del busto fino
ad un valore di 18°, sempre nell’ottica di garantir e l’angolo di visibilità e comfort di guida. Il
posizionamento in pianta del manichino non ha dato particolari problemi per gli angoli di
visibilità laterali, che superano abbondantemente i 15° verso l’esterno e 45° verso l’interno
vettura, rispetto al punto di posizionamento dell’occhio.
La norma sulla sicurezza in caso di impatto ci ha inoltre obbligato a modificare la forma del
tetto in prossimità del montante anteriore; a causa del posizionamento di Oscar, si è reso
necessario inclinare in avanti il montante anteriore; questo accorgimento è mirato a
garantire la sicurezza in caso di crash. Di conseguenza è necessario alzare la zona della
shock tower, coerentemente con la nuova posizione del montante anteriore, in modo tale
da non andar a modificare l’angolo di incidenza del parabrezza, evitando così un
peggioramento dell’aerodinamica; sarà però necessario progettare e costruire comunque
un parabrezza con una nuova curvatura, ma questo è un atto dovuto in favore della
sicurezza e dell’omologazione stradale della vettura. Si può meglio vedere la modifica del
telaio nella seguente figura:
7. PARTE CENTRALE
Per quanto riguarda lo sportello si è prevista un’apertura “a forbice”, ossia verso l’alto e in
avanti; conseguentemente tale sportello non si conclude più lungo il fianco, ma comprende
anche buona parte del tetto, seguendo la curvatura imposta dalla zona anteriore,
precisamente quella del parabrezza. A seguito dell’adozione di tale tipo di sportello, per
rinforzare la zona del tetto è stata allora posta una traversa centrale che lo occupa in tutta
la sua lunghezza. Per meglio comprendere tali aspetti, di seguito è riportata una figura di
un uguale sportello appartenente ad una Ferrari “Enzo”:
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si nota come dal punto di vista strutturale del telaio non ci siano da fare modifiche radicali
poiché la guida portante è situata sempre nella stessa zona della cerniera dello sportello
normale, mentre la cerniera collegata alla parte superiore del telaio funge solo da guida e
sostegno per lo sportello stesso, zona rinforzata come detto da una traversa centrale
lungo il tetto. Si è scelto di adottare tale tipo di sportello poiché considerato un simbolo
distintivo adatto ad una vettura sportiva e accessibile a pochi come questa.
La sezione dello sportello è stata mantenuta semplice, infatti scende verticalmente senza
interruzioni; questo per permettere ai flussi dell’aria di raffreddamento di percorrere la
zona del fianco dalla “bocca” anteriore a quella posteriore senza difficoltà; inoltre, in tal
modo, c’è ampio spazio per l’alloggiamento del finestrino della stessa.
Il finestrino laterale è stato ingrandito e distinto in una parte triangolare fissa ed in una
mobile, per la quale è previsto un completo scorrimento all’interno dello sportello stesso,
come detto in precedenza.
Le prese d’aria sono state sagomate rettangolari e prevedono una griglia di protezione
nascosta all’interno e non a vista sulla carrozzeria; tramite esse si crea un flusso d’aria
che, partendo dalla bocca anteriore, raffredda freni anteriori, posteriori e motore, per poi
uscire dalla griglia ricavata sul posteriore.
La carrozzeria è stata separata in modo che il tetto formi un unico pezzo da appoggiare
sopra ai due fianchi.
8. PARTE ANTERIORE
Nella zona anteriore elementi di interesse sono i fanali e le prese d’aria sul cofano, inoltre
è importante rispettare l’attacco del fondo vettura superiore a 7°.
Per quanto riguarda i fanali si è reso necessario rispettare la normativa: essa prevede una
altezza minima da terra delle luci anabbaglianti di 500 mm; una altezza massima da terra
delle luci anabbaglianti di 1200 mm; una distanza minima dei bordi interni tra i fari di 600
mm; una distanza massima dei bordi esterni dei fari dall’estremità laterale del veicolo di
400 mm; un angolo di visibilità verso l’alto delle luci anabbaglianti di 15°; un angolo di
visibilità verso il basso delle luci anabbaglianti di 10°; un’ angolo interno di visibilità delle
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luci anabbaglianti di 10°; un angolo esterno di vis ibilità delle luci anabbaglianti di 45°; un
angolo orizzontale di visibilità delle luci di posizione di 80° verso l’interno e 45° verso
l’esterno, o viceversa; un angolo di visibilità verso l’alto e verso il basso delle luci di
posizione di 15°. Tenendo conto di questi vincoli s i è considerata la funzione abbagliante
integrata con quella anabbagliante e posizionato il faro omologato rappresentato in figura
di seguito:
Una serie di luci a led poste sull’estremo superiore e su quello inferiore della struttura del
fanale formano le luci di posizione e di direzione rispettivamente; tale scelta è dettata
perlopiù da motivi estetici. Si conclude dicendo che il faro abbagliante è stato scelto con
ingombri massimi esattamente la metà di quelli del faro anabbagliante, cioè una piastra
quadrata di 75 mm di lato.
Per quanto riguarda le prese d’aria sul cofano, si sono sostituite le prese d’aria originarie
con due senza alettature e con curvatura differente, per garantire il corretto flusso d’aria ai
radiatori che sono stati inclinati verso l’alto di 10°; si può vedere di seguito la soluzione
adottata:
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si è scelta questa soluzione perché, considerato l’adattamento della vettura per utilizzo
stradale, le velocità per le quali sono stati progettati i radiatori originali non sono disposti in
modo ottimale per le velocità stradali. C’è da sottolineare come però inclinare i radiatori sia
si un’azione necessaria per il corretto raffreddamento, ma allo stesso tempo comporti un
peggioramento dell’aerodinamica della vettura; va valutato quindi in galleria del vento se
tale inclinazione comporti grossi scompensi aerodinamici, nel caso sia così allora vanno
riprogettati i radiatori in modo da ottenere uno scambio termico più efficiente a inclinazioni
minori.
Il “muso” della vettura ricalca quello classico delle vetture Maserati, garantendo un’ampia
apertura per convogliare l’aria di corsa necessaria al raffreddamento di radiatori e freni
anteriori.
Al contrario della precedente versione, il cofano non è in un unico pezzo, bensì paraurti e
gruppi ottici risultano essere fissati sulla vettura, mentre il cofano vero e proprio,
comprendente anche i passaruota, si solleva in avanti ruotando attorno ai cardini presenti
all’anteriore, in modo tale da poter accedere comunque facilmente alle componenti
presenti in tali zone.
9. PARTE POSTERIORE
Il posteriore è stato deciso di mantenerlo il più corto possibile, compatibilmente con gli
ingombri della trasmissione. L’aspirazione del motore avviene sempre attraverso lo
snorkel situato sulla parte terminale del tetto vettura; esso si va ad inserire in un pannello
piatto trasparente che consente di vedere il motore dall’esterno; tale pannello sarà
supportato da un telaietto rettangolare di rinforzo.
E’ stato eliminato l’alettone posteriore ritenuto eccessivo per l’utilizzo stradale della
vettura.
Tra i passaruota e il “codone” la carrozzeria non è piana, ma leggermente inclinata per
evitare eventuali ristagni d’acqua, favorendo così la fuoriuscita della stessa in zona
terminale del passaruota.
I radiatori posteriori non sono stati modificati; essi vengono raffreddati dalle “bocche”
ricavate sul fianco vettura, assieme a freni e motore. L’uscita dell’aria viene garantita dalla
caratteristica griglia, opportunamente modificata per poter alloggiare i differenti gruppi
ottici posteriori.
I gruppi ottici posteriori sono creati interamente a led per motivi estetici e anch’essi
rispettano gli ingombri laterali previsti dalla normativa del tutto uguali a quelli relativi ai fari
anteriori.
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La targa ha altezza minima di 390 mm, rispettando così i 250 mm minimi previsti da
normativa.
Si è adottato un sistema di scarico a due vie centrale, posizionato in modo tale che non
interferisca con gli ingombri della trasmissione.
Per concludere, le separazioni della carrozzeria adottate prevedono il distacco di paraurti
e “codone” dal resto del posteriore, cioè passaruota e zona centrale.
10. SEZIONI
Per meglio comprendere l’andamento della carrozzeria sono state disegnate le sezioni,
rispettando le regole previste per la rappresentazione delle stesse.
Le sezioni trasversali del fianco sono state fatte all’interno del passo della vettura ad
intervalli regolari di 200 mm e ribaltate in loco di 90°.
Le sezioni in pianta sono a 700 mm, 800 mm e 900 mm, realizzate in particolare per
delineare la curvatura del parabrezza.
Le sezioni trasversali del prospetto anteriore sono state rappresentate ad intervalli regolari
di 100 mm, tra -200 mm e -600 mm e tra -800 mm e -1200 mm, in modo tale da
evidenziare la curvatura della presa d’aria situata sul cofano e in generale la curvatura di
passaruota e faro anteriore.
Le sezioni trasversali del prospetto posteriore sono state rappresentate a 3000 mm, 3200
mm e 3400 mm, per descrivere la curvatura della parte terminale del passaruota e del
diffusore.