Ingegneria dei veicoli

Aerodinamica dei veicoli (6 cfu)

• Equazioni del moto dei fluidi. Vorticità: significato fisico, origine, dinamica ed importanza. Strato limite: equazioni, parametri caratteristici, separazione. Cenni al moto turbolento. Corpi aerodinamici e corpi tozzi: definizione e tipologie dei rispettivi campi aerodinamici. Caratteristiche delle forze aerodinamiche su veicoli terrestri di vario tipo e metodologie per la loro valutazione. Cenni al progetto aerodinamico ottimizzato di diverse classi di veicoli.

Calcolo numerico (6 cfu)

• Metodi numerici per la risoluzione di equazioni non lineari, sistemi di equazioni lineari, equazioni differenziali ordinarie e per il calcolo di integrali definiti. Uso di programmi di matematica applicata.
  

Progettazione assistita e simulazione dinamica dei veicoli (9 cfu)

Termofluidodinamica applicata e Progetto di Macchine a Fuido (12 cfu)

• modulo Termofluidodinamica applicata:
  Equazioni per il moto isotermo e non isotermo dei fluidi mono e bi-fase (Navier-Stokes, bilancio di massa, entropia, energia). Formulazioni locali ed integrali. Applicazioni a casi di rilevante interesse ingegneristico
  modulo Progetto di macchine a Fluido:
  Criteri e tecniche di progettazione termofluidodinamica di macchine operatrici a fluido (turbine, compressori, pompe) in regime stazionario e periodico.

Analisi dei segnali e telemetria (6 cfu)

• Il corso si articola in due parti. Nella prima parte, lo studente acquisisce le conoscenze necessarie all'analisi dei segnali, siano essi deterministici o aleatori, provenienti dai sistemi di controllo dei veicoli. Nella seconda parte vengono trattati i metodi di trasmissione dei dati nelle applicazioni di interesse per un ingegnere dei veicoli. L'obiettivo formativo del corso è quello di fornire allo studente gli strumenti di base per l'analisi e il trasferimento dei dati.

Controlli automatici (6 cfu)

• L'insegnamento si propone di estendere ed integrare le competenze sui controlli di sistemi meccanici, trattando gli strumenti informatici specializzati per la simulazione dei sistemi ed il progetto dei dispositivi di controllo e le tecniche per il controllo di sistemi basate su PC.
  

Dinamica dei veicoli (6 cfu)

• Comportamento meccanico della ruota con pneumatico. Resistenze all’avanzamento. Frenatura del veicolo. Comportamento direzionale e stabilità di marcia. Comfort e tenuta di strada.
  

Elettronica per i veicoli (6 cfu)

• Fornire conoscenze di: segnali analogici e digitali, nel dominio del tempo e della frequenza, e loro conversione. Componenti e circuiti analogici, digitali e misti (amplificatori, filtri, comparatori, controllori PID, memorie, microcontrollori, FPGA, ADC, DAC, PWM) in Electronic Control Unit per veicoli e controllo industriale. Elettronica di potenza e azionamenti per sistemi meccatronici. Sistemi di comunicazione elettronica e networking per veicoli (CAN, Flexray, RS-232, MOST,..). Sistemi elettronici per sicurezza attiva/passiva e drive-by-wire. Condizioni operative di sistemi elettronici automotive. Esempi di dimensionamento di sistemi di interfacciamento sensori (termici, strain gauge,..) e attuatori (DC electric motor, elettro-iniettori,..) e di sistemi embedded di controllo in veicoli.

Motori a combustione interna (12 cfu)

• Cicli Ideali, cicli limite, cicli indicati, rendimento meccanico, combustione nei motori ad A.C. e ad A.S., coefficiente di riempimento, sovralimentazione, motori a due tempi, sistemi di iniezione, sistemi di accensione, motronica per il controllo del motore, emissioni inquinanti, conduzione delle prove sui motori.
  

Prova finale (15 cfu)

Veicoli Elettrici ed Ibridi (12 cfu)

• L'insegnamento risulta suddiviso nei:
  modulo Veicoli elettrici di bordo:
  Conoscenze:
  architetture dei veicoli elettrici e ibridi, gestione dell'energia a bordo di veicoli ibridi, funzionamento dei principali componenti elettrici veicolari (accumulatori, macchine elettriche, convertitori elettronici, fuel cells)
  Competenze:
  Saper valutare vantaggi e svantaggi di varie architetture di veicoli elettrici e ibridi, saper definire strategie di gestione energetica, saper selezionare componenti. Saper effettuare simulazioni numeriche di sottosistemi di veicoli elettrici e ibridi
  modulo Propulsione elettrica:
  Conoscenze:
  Architettura del sistema ferroviario; nozioni di meccanica del veicolo ferroviario e della circolazione ferroviaria; azionamenti elettrici per la trazione. Analisi e sintesi di azionamenti elettrici basati sulla macchina asincrona e sulla macchina brushless
  Competenze:
  Saper discutere di sistemi elettrici ferroviari in generale. Saper analizzare nel dettaglio gli azionamenti elettrici trifasi (asincroni e brushless); Saper effettuare simulazioni numeriche di azionamenti elettrici.
  

Costruzioni automobilistiche (12 cfu)

• 1. Conoscenza delle caratteristiche e delle prospettive del mercato e della produzione automobilistica. Conoscenza delle caratteristiche funzionali e tecnologiche dei principali gruppi meccanici, parti strutturali e sistemi di controllo dei veicoli per trasporto stradale: frizioni, cambi, trasmissioni, freni, sistemi sterzanti, sospensioni, autotelai, sistemi per il controllo automatico e per la sicurezza attiva e passiva. Capacità di impostare il progetto di tali componenti con piena consapevolezza degli obiettivi, dei vincoli normativi e delle tendenze della progettazione in campo automotive.
  2. Capacità di elaborare il progetto di un componente o di un gruppo attraverso un lavoro di team organizzato prendendo a riferimento i metodi di lavoro propri delle industrie automotive: ogni gruppo di lavoro di 2-4 studenti deve interfacciarsi con altri 3-4 gruppi, è reso responsabile nei confronti del team dei propri risultati e dei tempi di realizzazione, deve farsi carico della esposizione dei risultati e delle giustificazioni delle scelte tecniche.
  L'acquisizione delle suddette conoscenze e capacità viene verificata nella prova di esame che include un colloquio relativamente al primo obiettivo formativo e la discussione di un progetto di gruppo relativamente al secondo obiettivo.
  

12 cfu a scelta nel gruppo GRSC

• Attività a scelta

• Sviluppo di prodotti industriali (6 cfu)

• Progetto e sperimentazione di motoveicoli (6 cfu)

• Partecipazione Formula Students (6 cfu)

  • L'allievo dovrà fornire un contributo alle attività necessarie per lo sviluppo, la realizzazione, la messa a punto ed il test della vettura per la partecipazione della squadra dell'Università di Pisa a competizioni del circuito denominato "Formula Student" o "Formula SAE". A seconda delle necessità le attività previste potranno essere di: assemblaggio di sottosistemi, studi di layout, attività logistico-organizzative, stesura di rapporti, test di laboratorio, test su strada.

• Meccanica dei robot (6 cfu)

  • L’allievo dovrà acquisire competenze nel campo dell’analisi cinematica e dinamica dei robot, sia diretta che inversa, nell’impiego degli specifici strumenti matematici ed informatici e nella sintesi di sistemi robotici.

• Sistemi di trasporto (6 cfu)

• Progetto di supporti e dispositivi di lubrificazione (6 cfu)

• Analisi dei segnali e telemetria (6 cfu)

  • Il corso si articola in due parti. Nella prima parte, lo studente acquisisce le conoscenze necessarie all'analisi dei segnali, siano essi deterministici o aleatori, provenienti dai sistemi di controllo dei veicoli. Nella seconda parte vengono trattati i metodi di trasmissione dei dati nelle applicazioni di interesse per un ingegnere dei veicoli. L'obiettivo formativo del corso è quello di fornire allo studente gli strumenti di base per l'analisi e il trasferimento dei dati.