Corso
di Laurea in Ingegneria Meccanica
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PARAMETRIZZAZIONEL'obiettivo
della
parametrizzazione è quello di poter "riscalare" le dimensioni di
un
componente modificando uno o più parametri definiti “parametri
guida”. Obiettivo
della parametrizzazione di questo impianto frenante è quello di
ridurre la capacità
frenante fornita dal freno Brembo. Il motivo di questa scelta, che
potrebbe
sembrare in prima battuta strana, è quello di rendere
disponibile questo tipo
di freno anche per i modelli meno potenti di Alfa Romeo 75. Il sistema
frenante
Brembo veniva infatti originariamente montato solo sui modelli
più potenti (per
intendersi, il 3.2 e il 1.8 Turbo), mentre tutte le altre versioni
venivano
equipaggiate con un freno a disco di qualità più bassa e
con pinze in ghisa
(quindi decisamente più pesante). In questa parte del nostro
progetto abbiamo
voluto rendere disponibile il sistema Brembo anche per vetture con
prestazioni
più basse, dimensionando il freno in base alle minori esigenze
di coppia
frenante richieste dai modelli più “tranquilli”. La
caratteristica principale di un impianto frenate è la coppia
frenante che
esso riesce a generare. La coppia frenate è direttamente
proporzionale alla
forza tangenziale che agisce sul disco e al braccio della forza stessa;
pertanto il nostro obbiettivo è quello di far variare la coppia
frenate agendo
sia sulla forza tangenziale che sul braccio. La forza tangenziale è collegata alla forza normale che la pastiglia esercita sul disco tramite la relazione di Colulomb Ft = Fn * coefficiente d' attrito. La forza normale a sua volta è direttamente proporzionale alla pressione dell’olio all' interno del circuito idraulico e all' area dei pistoncini. La pressione dell’impianto frenate è un parametro che resta circa costante in tutti gli impianti frenati, infatti essa assume un massimale attorno ai 50 bar; per questo per poter variare la forza frenate andremo ad agire solo sui parametri dimensionali, ovvero faremo variare l' area dei pistoncini della pinza e con essi altri valori per ottenere una configurazione ottimale. Su suggerimento dei tecnici Brembo è quindi stato scelto come parametro guida il diametro dei pistoncini. Questo diametro dovrà quindi passare dagli originari 48 mm, utilizzati sui modelli più potenti, a 44 mm. Variando il diametro dei pistoncini conseguentemente deve variare anche l' area delle pastiglie freno, per fare in modo che il consumo del materiale d’attrito resti omogeneo; in particolare il rapporto tra la larghezza della pastiglia e il diametro del pistoncino deve rimanere costante. E’ importante evidenziare che per poter introdurre una parametrizzazione nel componente già modellato, è stato necessario ripensare tutto il modello in ogni singolo schizzo e quotatura. Avendo inoltre a disposizione un diverso spazio per posizionare le “alette” di giunzione tra le due semipinze, queste sono state fatte variare insieme alla larghezza delle pastiglie; anche i fori più interni allestiti per il collegamento tra le due semipinze sono stati fatti variare insieme alla larghezza delle alette, mantenendo una distanza costante dalla parte interna dell’aletta e vincolando i centri a seguire una circonferenza.  In
questo
modo è stato possibile parametrizzare la sede per le pastiglie
rispetto ad
diametro del foro centrale attraverso la relazione
Larghezza_Sede=Diametro_guida*(75/48). E’
stata
inoltre mantenuta costante la distanza tra lo spigolo interno delle
alette e lo
spallamento della sede per le pastiglie. Sono stati parametrizzati i
fori sede
dei perni su cui scorrono le pastiglie per consentire l’accoppiamento
con queste
ultime quando anche esse verranno riscalate. Allo
stesso
modo è stata parametrizzata la seconda semipinza (con le
orecchie) per
consentire l’accoppiamento perfetto con la prima. La
parametrizzazione dei cilindretti è stata invece molto semplice,
è stato
infatti sufficiente porre le quote in modo opportuno e porre il
diametro
esterno del cilindretto uguale al diametro guida per consentire
l’accoppiamento
con le due semipinze. Decisamente
più complessa è stata invece la parametrizzazione delle
pastiglie. In primo
luogo si è dovuto permettere l’accoppiamento con le semipinze
attraverso la
relazione Larghezza_pastiglia=Larghezza_sede. In secondo luogo si
è dovuto
imporre il rapporto tra altezza e larghezza della pastiglia costante
per
consentire un’omogenea usura del materiale d’attrito in fase di
frenata.
L’altezza della pastiglia è stata imposta attraverso la
relazione
Altezza_pastiglia=Larghezza_pastiglia*(55.2/75). Avendo mantenuto
costante la
distanza tra i bordi esterni della pastiglia e i bordi esterni del
materiale
d’attrito è stata imposta implicitamente la costanza del
rapporto tra altezza e
larghezza del materiale organico (proporzionali a meno di una
costante). Ciò
non è stato tuttavia sufficiente: si è dovuto infatti
mantenere costante la
distanza tra i fori (sedi dei perni) e il lato esterno verticale della
pastiglia. In questo modo i fori e le orecchiette presenti sulla
pastiglia
andranno anch’essi a modificarsi insieme alla parte di materiale
d’attrito.  L’ultima parte da parametrizzare è stato il disco. Questo è stato necessario per adeguare l’altezza della fascia frenante all’altezza del materiale organico della pastiglia. Facendo questo si varia il braccio utile alla forza tangenziale per generare coppia frenante.  In questo modo siamo riusciti a far variare
la coppia
frenante sia facendo variare la forza tangenziale, variando il braccio
della
forza. Più precisamente abbiamo fatto variare la coppia da un
valore di 394,48 Nm presente nella configurazione iniziale, a un valore
di 325,2 Nm |