Riassunto analitico
Questa tesi è il risultato di un tirocinio curriculare svolto presso l’azienda CNH Industrial s.p.a. e si concentra sullo sviluppo di sistemi di sospensione controllati destinati alle trattrici agricole.
Nel campo off-highway, le sospensioni comunemente utilizzate includono il sistema di sospensioni per cabina e sedile (sistema secondario) e l’assale anteriore (sistema primario). Fino ad oggi, i progressi più rilevanti, si sono concentrati sul perfezionamento delle sospensioni secondarie. Negli ultimi anni, le evoluzioni del mercato hanno generato una crescente richiesta di veicoli con maggiori potenze, carichi e velocità, dando luogo a sfide legate al comfort e alla sicurezza stradale. In questo contesto, l’adozione di sospensioni controllate diventa cruciale, considerata come una potenziale soluzione per migliorare le prestazioni dinamiche e di comfort del veicolo.
L’obiettivo di questa tesi è analizzare il comportamento dinamico di una trattrice agricola e progettare una sospensione controllata che sia competitiva nel contesto industriale. L’obiettivo è garantire prestazioni ottimali in termini di comfort del veicolo, adattandosi efficacemente alle diverse condizioni operative.
E' stato creato un modello di un quarto di veicolo, mirato all’analisi della dinamica verticale dei sistemi di sospensione primari e all’implementazione di nuovi algoritmi di controllo documentati nella letteratura di riferimento.
L’elaborato inizia con un’esposizione dello stato attuale della tecnologia nei sistemi di sospensione per mezzi pesanti. Successivamente, viene delineato il processo di modellazione del quarter car utilizzando la metodologia dei Power Oriented Graphs e viene dettagliato il procedimento di validazione funzionale del sistema di sospensione idropneumatico così creato. Inoltre, vengono esaminati i principali algoritmi di controllo orientati al comfort, come riportato nella letteratura, e si valuta l’impatto di ciascuno di essi sulle prestazioni del sistema modellato, con particolare attenzione al comfort.
Successivamente, viene condotta un’analisi dettagliata di tutte le non idealità degli elementi tecnologici, quali ritardi ed errori di misurazione, comprendendo anche la dinamica di apertura e chiusura delle valvole di smorzamento. Le non idealità di tali operazioni introducono ritardi nell’attuazione delle diverse logiche. Inoltre, si tiene conto della presenza dei sensori, come accelerometro e sensore di posizione, i quali manifestano ritardi temporali nella lettura dei segnali, influenzati anche da filtraggi ed eventuali errori di non linearità.
L’elaborato procede esaminando come i diversi ritardi influenzino le prestazioni complessive e come tali considerazioni possano guidare la selezione dell’algoritmo ottimale da implementare. Inoltre viene approfondito in che modo si può migliorare il controllo con l’hardware attualmente a disposizione e come queste modifiche vanno a modificare le prestazioni dei vari algoritmi.
Il documento si conclude con l’analisi dei risultati sperimentali, le conclusioni e le prospettive per gli sviluppi futuri del lavoro compiuto.
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