ESAME DISEGNO DI CARROZZERIA: ancora un’altra ALFA ROMEO

Università degli Studi di Modena
e Reggio Emilia
Ingegneria Del Veicolo
Anno accademico 2009‐2010
Disegno di Carrozzeria
Docente:
Prof. Ing. Fabrizio Ferrari

Studenti:
Scardovi Marco
Pesavento Dino
Di Settimi Marco
Dell’ Aversana Francesco
Raimondi Francesco
Stefani Fabio

1 INTRODUZIONE
Questa tesina presenterà le analisi tecniche e di stile che il gruppo ha affrontato durante il
corso di Disegno di carrozzeria.
L’obbiettivo di questo lavoro è stato quello di reinterpretare la carrozzeria di una vettura
Maserati esistente dalle caratteristiche da supercar non omologabili per l’uso stradale in
una vettura meno estrema, omologabile e dalle linee tipicamente Alfa Romeo.
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1.1 Caratteristiche MC12
La Maserati MC12 (acronimo di Maserati Corse 12 cilindri) è un’autovettura targata, a 2 posti
con impostazione sportiva e tettuccio asportabile,
costruita principalmente per partecipare al campionato FIA GT. Disegnata da Giorgetto
Giugiaro e progettata in collaborazione con la Dallara.

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Costo: 720.000 euro
Tiratura: 25 esemplari costruiti nel 2004 seguiti da altri 25 fabbricati nel 2005
Prestazioni: Velocità massima oltre 330 Km/h , 0‐100 Km/h 3.8 s
Motore: V 12 posteriore di derivazione Ferrari, lo stesso montato dalla Enzo (ma con
distribuzione a cascata di ingranaggi anziché a catena), con un angolo di 65° e una cilindrata
di 5998 cm3, ha una potenza di 630 CV a 7500 giri al minuto. La lubrificazione a carter secco .
Cambio: Cambiocorsa Maserati a sei rapporti con selezione computerizzata. Esistono due tipi
di cambio: uno sportivo e uno da gara.
Carrozzeria: interamente in carbonio con 2 supporti in alluminio che contribuiscono ad
aumentare il livello di sicurezza.
Sospensioni: posteriori ed anteriori indipendenti con ammortizzatori contrapposti.
Freni: Impianto frenante Brembo con dischi forati con diametro di 380 mm all’anteriore e
355 mm al posteriore e impianto ABS.
Ruote: mono dado da 19“ con pneumatici Pirelli 245/35 all’anteriore e 345/35 al
posteriore.
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2 ENGINEERING
Il lavoro è iniziato con un rilievo delle principali misure del telaio della vettura e con un’analisi
delle caratteristiche della vettura:
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.
Schema sospensioni: a quadrilateri articolati con schema push‐rod;
ammortizzatori monotaratura e molle elicoidali coassiali.
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 bilancere 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
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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».
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
Velocità massima: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .>330 km/h
Accelerazione da 0 a 100 km/h: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,8 s
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Accelerazione da 0 a 200 km/h: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9,9 s
Accelerazione 0‐400 metri: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11,3 s
Accelerazione 0‐1000 metri: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20,1 s
2.1 Procedura operativa
Si descrive brevemente come si è svolto tutto il lavoro di progetto, evidenziando, eventualmente,
le scelte fondamentali per il disegno.
Dopo aver effettuato, come già descritto, i rilievi sulla base di partenza della MC12, si è deciso
di avvalersi di un software CAD in cui inserire le misure fatte e poter stampare uno schizzo
con gli ingombri della meccanica della vettura e con il reticolo di riferimento; questa scelta si
è rivelata utile nei primi studi di stile, perché si sono potute tentare diverse soluzioni senza
rischiare di postarsi dietro errori nel tracciamento degli ingombri o del reticolo stesso.
2.1.1 Scala di rappresentazione
Naturalmente la rapidità con cui è possibile, a questo punto, ottenere il layout di base della
vettura, sul quale studiare la forma della carrozzeria, deve essere accompagnato da altrettanta
rapidità e comodità nell’esecuzione a mano degli schizzi. Per questo si è scelta una scala
1:10 per la realizzazione dei primi bozzetti di stile, con dimensioni contenute dei disegni e
buon colpo d’occhio d’insieme.
Nella seconda fase di realizzazione del piano di forma si opta invece per una scala di rappresentazione
che consente un buon compromesso tra precisione e dimensioni massime del disegno,
nonché immediatezza nel calcolo delle quote fondamentali. La scelta più ovvia è quindi
per la scala 1:5, che ha suddetti vantaggi.

2.1.2 Layout del disegno
Una volta scelta la scala si passa alla realizzazione fattiva delle proiezioni ortogonali, disposte
sul foglio con un ordine ben preciso e realizzate con lo stesso ordine logico e cronologico.
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• per primo si realizza il prospetto laterale, o fianco, perché il più intuitivo e ricco di informazioni;
• quindi si realizza la pianta, la metà di sinistra per la precisione, allineata sotto il fianco;
• infine si realizzano i semi‐prospetti anteriore e posteriore, rispettivamente a sinistra
e a destra di quello laterale.
Successivamente si passerà al tracciamento delle sezioni trasversali ed assiali per completare
il piano di forma, come descritto più avanti.
2.1.3 Dettagli stilistici e normati
L’ultimo passo consisterà nel realizzare, o completare in qualche caso, i dettagli imposti da
normativa, quali le sedi per le targhe, i fari e le varie prese d’aria lungo la vettura. Si mettono
a punto nell’ultima fase perché nella maggior parte dei casi è necessario conoscere la forma
definitiva della vettura per poter tracciare nel migliore dei modi il dettaglio.
Comunque anche questa fase sarà approfondita più avanti.
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3 MODIFICHE PER L’OMOLOGAZIONE
Il gruppo, a seguito delle alte performance della vettura, ha deciso di privilegiare le
caratteristiche originali della vettura sia dal punto di vista dell’handling che delle prestazioni
motore ed aerodinamica.
Verrà quindi mantenuta la stessa configurazione di telaio modificando solo alcuni particolari
per necessità di omologazione.
3.1 Normative
I vincoli imposti dalla normativa di omologazione della vettura possono essere divisi in 3
parti:
● posizione oscar
● impatto pendolo
● accessori circolazione
3.1.1 Posizione Oscar
Per quanto riguarda la verifica di abitabilità la normativa prevede sia effettuata mediante un
manichino normato che simula le dimensioni umane medie (50 percentile).
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La normativa non impone direttamente la posizione del manichino, ma pone dei vincoli per
quanto riguarda il campo di visibilità, l’assenza di impatti nell’interno dell’abitacolo e l’inclinazione
ottimale della schiena. In particolare da normativa deve essere garantita la visibilità
del conducente, mediante i seguenti angoli:
 17° a sinistra rispetto ad un piano longitudinale verticale passante per il punto di vista;
 7° in basso rispetto ad un piano longitudinale orizzontale passante per il punto di vista;
in più tutto la parte anteriore deve trovarsi al di sotto di un piano inclinato di 5° rispetto all’orizzontale,
passante per il punto di vista.
Tutto ciò si è tradotto nel posizionamento del punto H a 1250 mm dall’assale anteriore e a
170 mm dal fondo vettura con una inclinazione del busto che si attesta sui 21°. In questa maniera
si riesce a rispondere quasi a tutti i requisiti, ma si rende necessaria una modifica del
montante anteriore per evitare l’impatto della testa. La modifica del montante è stata condotta
nell’intento di mantenere invariata l’inclinazione e la forma del parabrezza, per motivi
aerodinamici (si parte da una base MC12, in cui l’aerodinamica è già ottimizzata) e per evitare
la produzione di un pezzo nuovo. Quindi di fatto il vetro è stato traslato più in alto e il
montante leggermente modificato di conseguenza. Anche il curvano si sposta di conseguenza
più in alto, ma non pregiudica la visibilità del conducente.
Va sottolineato che si è reso necessario effettuare le varie modifiche contestualmente, non
si è potuto seguire un ordine logico preciso, in quanto tutte collegate tra loro e l’alterazione
di una parte comporta obbligatoriamente aggiustamenti nelle altre; in definitiva la configurazione
scelta è quella che consente il miglior compromesso tra abitabilità, sicurezza e moderazione
negli interventi sul telaio originale nella zona del parabrezza.
Il lavoro più complesso, per quanto riguarda questa fase, è stato quello di coadiuvare il rispetto
delle condizioni citate con lo stile dell’auto.
Infatti, i vincoli legati al campo di visibilità hanno imposto dei limiti anche alla bombatura dei
passaruota anteriori, che sono stati riadattati rispetto allo stile ideato inizialmente.
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3.1.2 Impatto pendolo
La prova di crash è effettuamta mediante un pendolo, solidale alla stessa struttura sulla quale
è installato il veicolo. L’apparecchio di test consiste in un pendolo all’estremità del quale è
montato un simulacro di testa di 165 mm di diametro e la cui massa di percussione, ridotta al
centro di percussione vale 6.8 kg. Sul simulacro sono poi installati degli accelerometri, in
base alla lettura dei quali si stilano i risultati, dovendo essere la decelerazione impressa al
pendolo non superiore ad 80 g per più di 3 ms. Secondo la normativa europea il pendolo
deve colpire la scocca a 445 mm da terra, con veicolo scarico e carico, senza danneggiare
organi fondamentali o gruppi ottici, in modo da consentire la ripresa della marcia.
La normativa USA, più restrittiva, prevede una altezza da terra di 20”, pari a 508 mm, ed una
profondità minima di 200 mm dietro il punto di impatto.
Chiaramente si sceglie di rispettare la normativa USA, perché più restrittiva e per non
compromettere una possibile e probabile destinazione di vendita del prodotto.
3.1.3 Accessori circolazione
Si intende far rientrare sotto questo titolo tutti i vincoli che riguardano il posizionamento dei
vari organi installati sulla carrozzeria, quali i fari, la targa, aperture varie…
Procedendo con ordine è bene ricordare i principali vincoli imposti dalla normativa d’omologazione.
Per quanto riguarda i fari anabbaglianti la norma prevede limiti sia in altezza che in larghezza:
✔ in altezza devono trovarsi a non meno di 500 mm dal suolo e a non più di 1200 mm;
✔ il bordo più distante dal piano longitudinale mediano non deve trovarsi a più di 400
mm dall’estremità fuori tutto del veicolo;
✔ i bordi interni delle superfici illuminanti devono essere distanti almeno 600 mm.
Per quanto riguarda invece la targa la normativa impone le dimensioni della stessa e la posizione:
✔ dimensioni targa posteriore: 520×110 mm;
✔ dimensioni targa anteriore: 360×110 mm;
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✔ posizione targa posteriore: la linea verticale mediana della targa non può trovarsi più
a destra del piano di simmetria longitudinale del veicolo; il bordo laterale sinistro della
targa non può trovarsi più a sinistra del piano verticale parallelo al piano longitudinale
di simmetria del veicolo e tangente al luogo in cui la sezione trasversale del veicolo,
larghezza fuori tutto, raggiunge la sua dimensione massima. La targa è perpendicolare
o sensibilmente perpendicolare al piano di simmetria longitudinale del veicolo.
La targa è verticale con un margine di tolleranza di 5°. L’altezza del bordo inferiore
della targa dal suolo non deve essere inferiore a 0,30 m, l’altezza del bordo superiore
della targa dal suolo non deve essere superiore a 1,20 m.
Per quanto concerne infine le aperture (prese d’aria, stilistiche,…) sulla carrozzeria si riporta
semplicemente che non devono superare i 165 mm; questo limite è imposto per una questione
di sicurezza, in modo che non possa entrarvi la testa di un bambino, stimata mediamente
delle dimensioni date.
3.2 Modifiche al telaio
Al fine di non alterare le doti dinamiche e la sicurezza della vettura si è deciso di non
apportare alcuna modifica alle sospensioni ed al telaio in generale.
Gli unici interventi sono stati:
● altezza da terra, portata a 120mm per permetterne l’omologazione
● modifica al montante del parabrezza per evitare, in caso di incidente, il contatto della
testa di oscar con il montante stesso, come descritto precedentemente.A seguito di
tale modifica, per evitare di cambiare la curvatura del parabrezza, ed evitare quindi di
creare uno stampo per un nuovo vetro con ulteriori costi aggiuntivi, si è modificato
anche il curvano, rialzando il supporto della base del vetro
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● Assorbitore: la zona anteriore della vettura ospita un assorbitore per gli urti frontali.
Tale assorbitore è stato arretrato longitudinalmente di 160mm per ridurre lo sbalzo
anteriore, considerando una riprogettazione dell’elemento con un struttura tale da
mantenere invariate le capacità di assorbimento. Verticalmente invece l’assorbitore è
stato rialzato di 120mm.
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3.3 Pneumatici e sterzo
Una verifica obbligatoria del progetto prevede di verificare che la sterzatura delle ruote anteriori
non causi il contatto con la carrozzeria.
Per verificare questo calcolo bisogna considerare che l’angolo di king pin e l’angolo di caster
non sono nulli, quindi determinano una variazione del camber in sterzatura che può generare
un contatto della ruota. Dato che il veicolo nasce da una filosofia marcatamente corsaiola
vi saranno variazioni importanti degli angoli caratteristici con la sterzatura, in particolare dell’angolo
di camber. Si effettuerà perciò un analisi della variazione di tale angolo per verificare
che non vi sia contatto con la carrozzeria e che, inoltre, vi sia un gioco sufficiente per permettere
la eventuale modifica delle geometrie in caso di necessità.
Il gruppo ha effettuato le seguenti scelte:
● L’attacco della ruota anteriore (zona di battuta del cerchione) si trova a metà del battistrada;
cioè a 161mm dalla zona più esterna carrozzeria nella zona del parafango
anteriore.
Su tale punto all’altezza del centro ruota si posiziona il sistema di riferimento di calcolo
● Misura delle gomme
ANT: 245/35 19
POST: 345/35 19
Dall’analisi dei disegni forniti durante il corso le coordinate dei punti di attacco del portamozzo
rispetto al sistema di riferimento precedentemente definito risultano:
Con P1 punto d’attacco basso del portamozzo e P2 punto d’attacco alto del portamozzo.
Da questi dati è possibile calcolare le coordinate del versore n dell’asse di kingpin pari a :
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x y z
P1 -15 -75 -115
P2 25 -135 190
La matrice di rotazione da utilizzare per il calcole della variazione di camber risulta:
R=cos  I1−cosnnT sen  nw
Con nw= 0 −n3 n2
n3 0 −n1
−n2 n1 0 
e δ l’angolo di rotazione delle ruote anteriori.
Per definire l’entità di quest’ultimo angolo si deve considerare che la vettura ha un diametro
di sterzata di 12m che è definito come “Spazio misurato in metri necessario ad un’automobile
per effettuare una inversione di marcia completa”.
Rappresenta quindi il diametro minimo della traiettoria percorsa dalle ruote più ext che permette
di effettuare l’inversione. Definisce quindi la sterzatura massima possibile del veicolo.
La traiettoria del baricentro sarà:
¬RG=
2 − carreggiatamedia
2 =5,17m
Ipotizzando una sterzatura tipo Ackerman l’angolo di sterzatura risulta:
=arctan  passo
Rg− carreggiatamedia
2
=32,8°
Utilizzando il versore m= 0,1,0 (cioè il versore uscente dal centro ruota) le sue coordinate
dopo la sterzatura risultano: m’=R⋅m
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n1 0,13
n2 -0,19
n3 0,97
Quindi la variazione di camber risultante:
=arctan  z
y =2,67°
Quindi bisogna garantire un gioco attorno al pneumatico di almeno:
g1=0,5⋅battistrada⋅=327⋅=5,7mm
e un gioco a lato del pneumatico:
g2=0,5⋅battistrada−0,5⋅battistrada∗cosraggioruota⋅sen =15,15mm
Come si vedrà entrambi questo giochi sono ampiamente verificati.
In virtù della piccola variazione di camber che si ha si può considerare la rotazione della ruota
attorno al punto di intersezione fra asse di king pin e l’asse m passante per il centro ruota.
In sostanza lo pneumatico ruota attorno ad un asse ortogonale al terreno a 89.5 mm dal centro
ruota.
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m’
x -0,53
y 0,85
z 0,04
Si può vedere che la soluzione scelta soddisfa tutti i requisiti precedentemente visti.
3.4 Radiatori acqua
Al fine di limitare lo sbalzo anteriore si è scelto di sostituire i due radiatori anteriori con altri
radiatori con superficie scambiante equivalente. Per mantenere i due radiatori,
originariamente posti orizzontalmente sarebbe stato necessario aumentarne l’inclinazione.
Vincolando la dimensione degli scambiatori e ruotandoli in maniera tale da ottenere lo
sbalzo desiderato, ci si ritrovava con un muso molto alto proprio nella fase terminale.
Tale condizione non risultava in accordo con le scelte stilistiche del gruppo, pertanto si è
scelto di passare ad una soluzione diversa che riesce a garantire un ingombro verticale
contenuto e permette di disegnare un cofano con una linea più raccordata.
Inoltre, per effettuare una ingegnerizzazione migliore del progetto si è deciso di calcolare
una superficie utile di raffreddamento per il radiatore.
inoltre
Infatti la vettura in origine fu pensata specificatamente per le corse e quindi la supeficie di
raffreddamento non venne sicuramente dimensionata per le basse velocità che la guida stradale
richiede.
Disegno di carrozzeria A.A 2009 – 2010 ‐ 18 ‐
Il propulsore della vettura fornisce una potenza di 465 Kw. Ipotizzando un rendimento di un
motore a ciclo otto del 35% è possibile calcolare la potenza ideale di rendimento 1:
PID=
PE
d
=1328.6 Kw
In un comune propulsore a benzina la potenza è suddivisa come:
30‐35% Potenza utile
35‐45% Potenza termica trasferita ai gas di scarico
20‐25% Potenza termica trasferita al sistema di raffreddamento
3‐8% Potenza termica persa irreversibilmente
Quindi circa il 20% della potenza ideale deve essere smaltita per mantenere una temperatura
adeguata nel motore durante il suo funzionamento e pari a 240 Kw termici.
A favore di sicurezza si prende questa potenza termica (valida solo per funzionamento a potenza
max del motore e quindi in poche occasioni) come rappresentativa delle potenza termica
media che deve essere smaltita in un numero infinito di cicli motore
Dalla legge di newton per lo scambio termico:
Q˙ =h AT .
dove h è il coefficiente di scambio termico globale ARIA/ACQUA del radiatore
A è la superficie necessaria per il raffeddamento
ΔT il salto termico ARIA/ACQUA
Il calcolo di h è molto complesso perchè esso è un coefficiente globale di scambio, cioè deve
comprendere lo scambio termico conduttivo fra le pareti del radiatore e gli scambi termici
convettivi pareti/aria e pareti/acqua . Tramite l’analogia elettrica esse è la risultante di tre
serie di resistenze poste in parallelo:
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1
heq
=Σ 1
hi
Il termine preponderante è lo scambio termico fra le pareti e l’aria. Il calcolo di questo coefficiente
può essere ricavato da delle tabelle empiriche in funzione della velocità dell’aria che
attraversa il radiatore e la larghezza del pacco radiante.
Mantenendo la larghezza d’origine L=60mm e ipotizzando una velocità dell’aria di 15m/s (55
km/h cioè marcia cittadina) h assume un valore di 120 W/m2 K.
Il calcolo del salto termico ΔT è una funzione delle temperature di entrata/uscita dell’aria e
dell’acqua. Si può approssimare questo valore come una media aritmetica:
T=
TwEN TaEN
2 
TwOUT TaOUT
2 =Tw−Ta− TrTa
2 =61.5K
Con
Tw= temperatura massima del liquido refrigerante (378K)
Ta=temperatura ambientale (300K)
ΔT r= abbassamento temperatura liquido (8 K)
ΔT a=innalzamento temperatura aria (25)
Si hanno quindi tutti i dati per ricavare la superficie di contatto necessaria A=32,4 m.
Attraverso un coefficiente di compattezza ζ che esprime la superficie effettiva di scambio
esposta all’aria Aa per unità di volume di ingombro.
=
Aa
SL ≈500÷1000m−1
Il vale viene scelto in base al tipo di radiatore.
Ipotizzando ζ =1000m‐1 si ricava la superficie frontale del radiatore S=0,54 m2
Da questa analisi si perviene alla scelta fatta dal gruppo di prevedere un radiatore centrale di
dimensione 300mm X 700mm e due radiatori laterali di 400mm X 400mm che forniscono
una superficie totale di 0,53m accettabile dal calcolo precedente.
Ricapitolando i radiatori scelti sono:
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1x 300mm X 600mm L=60mm
2x 400mm X 400mm L=60mm
3.5 Radiatori olio / presa laterale
Dato l’elevato carico termico del motore, si è scelto di non variare né la posizione né la
superficie dei due radiatori dell’olio posti nella parte posteriore della fiancata.
Il problema principale è stato scegliere una geometria delle bocche laterali tale da assicurare,
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nel contempo, una sufficiente portata d’aria agli scambiatori ed un accordo con le scelte
stilistiche del resto della vettura.
Inoltre, tale scelta è stata vincolata anche dalla normativa d’omologazione che impone una
larghezza della bocca non superiore ai 165mm
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4 STILE
Il progetto dell’ Alfa 33 Stradale nasce dall’idea di sfruttare le ottime doti prestazionali delle
vetture da competizione della casa del biscione, alla fine degli anni ’60, e renderle sfruttabili
su strada.
Su questo concetto si è basata l’evoluzione di un’auto dal carattere così spiccatamente corsaiolo,
qual’è la Maserati MC12, con lo scopo di ricalcare le linee della storica 33, non solo da
un punto di vista estetico, ma anche concettuale; sviluppare quindi una vettura basata su
una meccanica altamente prestazionale (MC12), per ottenerne una versione stradale perfettamente
omologabile, che rispetti i moderni standard di sicurezza e confort, mantenendo linee
sobrie ed inconfondibili.
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Il mercato già presenta progetti che hanno mirato a quest’obiettivo, primo tra tutti, a nostro
parere, è l’ Alfa Romeo 8C Competizione, di per se una reinterpretazione in chiave moderna
della passata Alfa Romeo 33. Considerata da molti come una delle auto più ricche di fascino
degli ultimi decenni, la 8C Competizione unisce perfettamente lo stile e l’eleganza, tipicamente
retrò, con la grinta e le prestazioni di oggi.
Il progetto sviluppato riprende da essa i concetti delle linee morbide e classiche nell’anteriore,
tondeggiante e povero di spigoli, con fari a goccia e scudetto verticale privo di barre orizzontali.
La presa d’aria anteriore ha un disegno semplice ma, grazie alle generose dimensioni, obbligate
dalle necessità del prestante motore, fanno subito intuire, a chi la osserva, le doti motoristiche
nascoste sottopelle.
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Per lo sviluppo della profilo laterale della vettura che, nella parte posteriore deve presentare
una presa d’aria per il raffreddamento dell’olio motore, ci si è fortemente ispirati alle vetture
sport prototipo degli anni ’60, creando una fenditura raccordata con la portiera.
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Tale concetto è stato ripreso anche in quella che è, meccanicamente parlando, la gemella
della Maserati MC12, la Ferrari Enzo.
Condivide infatti con essa gran parte dei componenti nascosti dalla carrozzeria.
Il “vestito” invece è notevolmente differente. Siccome il lay‐out delle due vetture è identico
ci è stato molto di aiuto studiare come in Ferrari hanno scelto di vestire la imponente meccanica
dell’auto.
Le caratteristiche del motore rendono necessaria una grandissima quantità d’aria anche alle
basse velocità, per questo motivo è d’obbligo una grande apertura con dimensioni difficilmente
conciliabili con le norme di omologazione. Come la Ferrari, abbiamo optato per uno
sviluppo della presa d’aria prettamente verticale e aderente, ottenendo un’apertura sufficientemente
grande ma sottile, quindi non pericolosa.
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Nella definizione delle linee del fianco vettura sono importanti anche gli sfoghi per l’aria dei
radiatori, disposti sull’estremità superiore del passaruota anteriore.
Questi, fortemente ispirati a quelli presenti nella vecchia 33 Stradale, sono stati introdotti
proprio per dare un marcato segno di continuità con la Coupè del Biscione.
Nella parte posteriore si è cercato di mantenere tutti quegli elementi funzionali presenti nella
meccanica originale della MC12, quale il diffusore, la griglia per lo sfogo dell’aria calda proveniente
dal cofano motore, e la presenza di uno spoiler. Tutto ciò è stato realizzato cercando
di mantenere delle linee che richiamassero lo stile Alfa e, in modo particolare, quello della
33 o della sua derivata 8C , cercando nello stesso tempo di realizzare qualcosa di diverso.
Un altro particolare che balza subito all’occhio è la posizione degli scarichi; rialzati e posti ai
lati della targa. Tale scelta è stata dettata, oltre che dallo stile, soprattutto dal diffusore.
Infatti in questa posizione lo scarico non toglie spazio all’appendice aerodinamica sopra citata,
che, in questo modo, riesce a mantenere un’altezza sufficiente per adempiere in modo
corretto alle sue funzioni. Anche se questa soluzione potrebbe sembrare poco elegante, ricorda
che la derivazione di quest’auto è il mondo delle competizioni. A marcare ancora di più
quest’aspetto c’è anche l’ampia superficie retata, nera, di ovvia provenienza corsaiola.
Tuttavia, la scelta dei dettagli è sempre stata fatta cercando di “raccordare” la componentistica
racing con lo stile Alfa.
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5 CURA DELL’AERODINAMICA
Nel definire le caratteristiche aerodinamiche della nostra vettura si è tenuto conto della sua
vocazione sportiva ma stradale, e delle caratteristiche dei modelli Alfa Romeo a cui è ispirata,
non trascurando il family feeling caratterizzato da una sportività marcata ma elegante ed
evocativa, mai pacchiana; sarebbero quindi state fuori luogo appendici aerodinamiche
evidenti e non ben integrate nella vettura. Considerando però le prestazioni dell’ auto si è
ritenuto necessario provvedere una certa deportanza al posteriore garantita nel nostro caso
dal diffusore sottoscocca che sfrutta buona parte dalla larghezza del posteriore, lasciando lo
spazio al centro per la scatola del cambio. Inoltre il posteriore integra uno spoiler che non
emerge però dal profilo dei fianchi posteriori, ma è inglobato in essi; questa soluzione
permette di generare ulteriore deportanza senza disturbare la pulizia delle linee posteriori.
Volendo ridurre il più possibile la resistenza aerodinamica della vettura, per esaltarne al
massimo le prestazioni velocistiche: in generale la ridotta sezione frontale, la pulizia delle linee
e l’assenza di appendici e vari elementi di disturbo sono tutti aspetti che contribuiscono
a conferire alla nostra vettura un ottima penetrazione aerodinamica; in particolare si è fatta
attenzione a mantenere profili arrotondati all’anteriore, mentre l’airscoop è stato integrato
nel tetto grazie ad una presa NACA; inoltre la linea che scende dal tetto alla coda (dalla sommità
del tetto all’estremità dello spoiler) forma con l’orizzontale un angolo di circa 12 gradi,
dato che ottimizza il coefficiente di resistenza (vedi gli studi sul corpo di Ahmed).
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Le prese d’aria anteriori vengono mantenute in linea stilistica Alfa e simili a quelle d’origine.
Il corretto flusso d’aria ai vari radiatori sarà garantito da opportuni convogliatori.
Per aumentare l’evacuazione dell’aria calda in eccesso proveniente dal motore e per raffreddare
i radiatori dell’olio si svilupperà un presa laterale.
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5.1 Presa NACA
Una delle scelte del gruppo è stata quella di sostituire l’ AIRSCOOP con un presa di tipo
NACA.
Una presa NACA è una presa d’aria a bassa resistenza aerodinamica. Grazie alla curvatura del
suo profilo e alla lieve rampa di entrata crea una serie di vortici controrotanti che deviano lo
strato limite e impediscono il formarsi dei distacchi intrinsecamente dissipativi.
Per creare il profilo è possibile ricorrere alla tabella di sviluppo seguente:
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Definiti i parametri L (lunghezza presa) e W (larghezza presa) è possibile creare un profilo
dall’inviluppo di un serie di punti dati dalla tabella esposta.
Per creare la minor perdita aereodinamica e nel contempo creare la massima portata di aria
al motore L sarà la massima lunghezza disponibile sul tetto della vettura e pari a 520 mm.
La larghezza della presa W viene assunta di 500mm; inoltre l’angolo di attacco che porta all’interno
del vano motore viene assunto come ottimale di 7°.
Questi dati portano alla creazione del profilo presente nel disegno.
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6 CONCLUSIONE
Si riportano, a conclusione del lavoro svolto alcune fotografie fatte al disegno realizzato, in
seguito digitalizzate per poter rappresentare alcuni dettagli, pure riportati nelle immagini seguenti.
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