Sulla ricerca del minimo dei consumi per vetture sportive

La ricerca oggetto di questa tesi, come si evince dal titolo stesso, è volta alla riduzione dei consumi per vetture a forte carattere sportivo ed elevate prestazioni specifiche. In particolare, tutte le attività descritte fanno riferimento ad un ben definito modello di vettura, ovvero la Maserati Quattroporte. Lo scenario all’interno del quale questo lavoro si inquadra, è quello di una forte spinta alla riduzione dei cosiddetti gas serra, ossia dell’anidride carbonica, in linea con quelle che sono le disposizioni dettate dal protocollo di Kyoto. La necessità di ridurre l’immissione in atmosfera di CO2 sta condizionando tutti i settori della società: dal riscaldamento degli edifici privati a quello degli stabilimenti industriali, dalla generazione di energia ai processi produttivi in senso lato. Nell’ambito di questo panorama, chiaramente, sono chiamati ad uno sforzo considerevole i costruttori di automobili, alle quali è imputata una percentuale considerevole dell’anidride carbonica prodotta ogni giorno e riversata nell’atmosfera. Al delicato problema inquinamento ne va aggiunto uno forse ancor più contingente e diretto, legato a ragioni di carattere economico. I combustibili fossili, come tutti sanno, sono una fonte di energia non rinnovabile, la cui disponibilità è legata a giacimenti situati in opportune zone del pianeta e non inesauribili. Per di più, la situazione socio politica che il medio oriente sta affrontando, unita alla crescente domanda da parte di quei paesi in cui il processo di industrializzazione è partito da poco a ritmi vertiginosi, hanno letteralmente fatto lievitare il prezzo del petrolio. A causa di ciò, avere una vettura efficiente in senso lato e, quindi, a ridotti consumi, è a tutti gli effetti un contenuto di prodotto apprezzato dal punto di vista del marketing, anche per i segmenti vettura più alti. Nell’ambito di questa ricerca il problema dei consumi è stato affrontato come una conseguenza del comportamento globale della vettura in termini di efficienza, valutando il miglior compromesso fra le diverse aree funzionali costituenti il veicolo. Una parte consistente del lavoro è stata dedicata alla messa a punto di un modello di calcolo, attraverso il quale eseguire una serie di analisi di sensibilità sull’influenza dei diversi parametri vettura sul consumo complessivo di carburante. Sulla base di tali indicazioni, è stata proposta una modifica dei rapporti del cambio elettro-attuato con lo scopo di ottimizzare il compromesso tra consumi e prestazioni, senza inficiare considerevolmente queste ultime. La soluzione proposta è stata effettivamente realizzata e provata su vettura, dando la possibilità di verificare i risultati ed operare un’approfondita attività di correlazione del modello di calcolo per i consumi. Il beneficio ottenuto in termini di autonomia è stato decisamente significativo con riferimento sia ai cicli di omologazione europei, che a quelli statunitensi. Sono state inoltre analizzate le ripercussioni dal punto di vista delle prestazioni ed anche in questo caso i numerosi dati rilevati hanno permesso di migliorare il livello di correlazione del modello di simulazione per le prestazioni. La vettura con la nuova rapportatura proposta è stata poi confrontata con un prototipo di Maserati Quattroporte avente cambio automatico e convertitore di coppia. Questa ulteriore attività ha permesso di valutare il differente comportamento tra le due soluzioni, sia in termini di consumo istantaneo, che di consumo complessivo rilevato durante le principali missioni su banco a rulli previste dalle normative. L’ultima sezione del lavoro è stata dedicata alla valutazione dell’efficienza energetica del sistema vettura, intesa come resistenza all’avanzamento incontrata durante il moto ad una determinata velocità. Sono state indagate sperimentalmente le curve di “coast down” della Quattroporte e di alcune concorrenti e sono stati proposti degli interventi volti alla riduzione del coefficiente di penetrazione aerodinamica, pur con il vincolo di non alterare lo stile vettura.

Modellizzazione numerica e caratterizzazione sperimentale di macchine e componenti oleodinamici

Nella prima parte di questa tesi di dottorato sono presentate le attività svolte, di carattere numerico, ai fini della modellizzazione di macchine volumetriche ad ingranaggi esterni. In particolare viene dapprima presentato un modello a parametri concentrati utilizzato per l’analisi dei fenomeni che coinvolgono l’area di ingranamento della macchina; un codice di calcolo associato al modello è stato sviluppato ed utilizzato per la determinazione dell’influenza delle condizioni di funzionamento e delle caratteristiche geometriche della macchina sulle sovra-pressioni e sull’eventuale instaurarsi della cavitazione nei volumi tra i denti che si trovano nell’area di ingranamento. In seguito vengono presentati i risultati ottenuti dall’analisi del bilanciamento assiale di diverse unità commerciali, evidenziando l’influenza delle caratteristiche geometriche delle fiancate di bilanciamento; a questo proposito, viene presentato anche un semplice modello a parametri concentrati per valutare il rendimento volumetrico della macchina ad ingranaggi esterni, con l’intenzione di usare tale parametro quale indice qualitativo della bontà del bilanciamento assiale. Infine, viene presentato un modello completo della macchina ad ingranaggi esterni, realizzato in un software commerciale a parametri concentrati, che permette di analizzare nel dettaglio il funzionamento della macchina e di studiare anche l’interazione della stessa con il circuito idraulico in cui è inserita. Nella seconda parte della tesi si presentano le attività legate alla messa in funzione di due banchi prova idraulici per la caratterizzazione sperimentale di macchine volumetriche e componenti di regolazione, con particolare attenzione dedicata alla messa a punto del sistema di acquisizione e gestione dei dati sperimentali; si presentano infine i risultati di alcune prove eseguite su componenti di regolazione e macchine volumetriche.

Fault detection in rotating machines by vibration signal processing techniques

Machines with moving parts give rise to vibrations and consequently noise. The setting up and the status of each machine yield to a peculiar vibration signature. Therefore, a change in the vibration signature, due to a change in the machine state, can be used to detect incipient defects before they become critical. This is the goal of condition monitoring, in which the informations obtained from a machine signature are used in order to detect faults at an early stage. There are a large number of signal processing techniques that can be used in order to extract interesting information from a measured vibration signal. This study seeks to detect rotating machine defects using a range of techniques including synchronous time averaging, Hilbert transform-based demodulation, continuous wavelet transform, Wigner-Ville distribution and spectral correlation density function. The detection and the diagnostic capability of these techniques are discussed and compared on the basis of experimental results concerning gear tooth faults, i.e. fatigue crack at the tooth root and tooth spalls of different sizes, as well as assembly faults in diesel engine. Moreover, the sensitivity to fault severity is assessed by the application of these signal processing techniques to gear tooth faults of different sizes.

Welfare provision in Sweden and the dominant position of the Sap

There have been almost fifty years since Harry Eckstein' s classic monograph, A Theory of Stable Democracy (Princeton, 1961), where he sketched out the basic tenets of the “congruence theory”, which was to become one of the most important and innovative contributions to understanding democratic rule. His next work, Division and Cohesion in Democracy, (Princeton University Press: 1966) is designed to serve as a plausibility probe for this 'theory' (ftn.) and is a case study of a Northern democratic system, Norway. What is more, this line of his work best exemplifies the contribution Eckstein brought to the methodology of comparative politics through his seminal article, “ “Case Study and Theory in Political Science” ” (in Greenstein and Polsby, eds., Handbook of Political Science, 1975), on the importance of the case study as an approach to empirical theory. This article demonstrates the special utility of “crucial case studies” in testing theory, thereby undermining the accepted wisdom in comparative research that the larger the number of cases the better. Although not along the same lines, but shifting the case study unit of research, I intend to take up here the challenge and build upon an equally unique political system, the Swedish one. Bearing in mind the peculiarities of the Swedish political system, my unit of analysis is going to be further restricted to the Swedish Social Democratic Party, the Svenska Arbetare Partiet. However, my research stays within the methodological framework of the case study theory inasmuch as it focuses on a single political system and party. The Swedish SAP endurance in government office and its electoral success throughout half a century (ftn. As of the 1991 election, there were about 56 years - more than half century - of interrupted social democratic "reign" in Sweden.) are undeniably a performance no other Social Democrat party has yet achieved in democratic conditions. Therefore, it is legitimate to inquire about the exceptionality of this unique political power combination. Which were the different components of this dominance power position, which made possible for SAP's governmental office stamina? I will argue here that it was the end-product of a combination of multifarious factors such as a key position in the party system, strong party leadership and organization, a carefully designed strategy regarding class politics and welfare policy. My research is divided into three main parts, the historical incursion, the 'welfare' part and the 'environment' part. The first part is a historical account of the main political events and issues, which are relevant for my case study. Chapter 2 is devoted to the historical events unfolding in the 1920-1960 period: the Saltsjoebaden Agreement, the series of workers' strikes in the 1920s and SAP's inception. It exposes SAP's ascent to power in the mid 1930s and the party's ensuing strategies for winning and keeping political office, that is its economic program and key economic goals. The following chapter - chapter 3 - explores the next period, i.e. the period from 1960s to 1990s and covers the party's troubled political times, its peak and the beginnings of the decline. The 1960s are relevant for SAP's planning of a long term economic strategy - the Rehn Meidner model, a new way of macroeconomic steering, based on the Keynesian model, but adapted to the new economic realities of welfare capitalist societies. The second and third parts of this study develop several hypotheses related to SAP's 'dominant position' (endurance in politics and in office) and test them afterwards. Mainly, the twin issues of economics and environment are raised and their political relevance for the party analyzed. On one hand, globalization and its spillover effects over the Swedish welfare system are important causal factors in explaining the transformative social-economic challenges the party had to put up with. On the other hand, Europeanization and environmental change influenced to a great deal SAP's foreign policy choices and its domestic electoral strategies. The implications of globalization on the Swedish welfare system will make the subject of two chapters - chapters four and five, respectively, whereupon the Europeanization consequences will be treated at length in the third part of this work - chapters six and seven, respectively. Apparently, at first sight, the link between foreign policy and electoral strategy is difficult to prove and uncanny, in the least. However, in the SAP's case there is a bulk of literature and public opinion statistical data able to show that governmental domestic policy and party politics are in a tight dependence to foreign policy decisions and sovereignty issues. Again, these country characteristics and peculiar causal relationships are outlined in the first chapters and explained in the second and third parts. The sixth chapter explores the presupposed relationship between Europeanization and environmental policy, on one hand, and SAP's environmental policy formulation and simultaneous agenda-setting at the international level, on the other hand. This chapter describes Swedish leadership in environmental policy formulation on two simultaneous fronts and across two different time spans. The last chapter, chapter eight - while trying to develop a conclusion, explores the alternative theories plausible in explaining the outlined hypotheses and points out the reasons why these theories do not fit as valid alternative explanation to my systemic corporatism thesis as the main causal factor determining SAP's 'dominant position'. Among the alternative theories, I would consider Traedgaardh L. and Bo Rothstein's historical exceptionalism thesis and the public opinion thesis, which alone are not able to explain the half century social democratic endurance in government in the Swedish case.

Comparative Analysis of Alternative Hybrid Systems for Automotive Applications

The main objective of this work was to investigate the impact of different hybridization concepts and levels of hybridization on fuel economy of a standard road vehicle where both conventional and non-conventional hybrid architectures are treated exactly in the same way from the point of view of overall energy flow optimization. Hybrid component models were developed and presented in detail as well as the simulations results mainly for NEDC cycle. The analysis was performed on four different parallel hybrid powertrain concepts: Hybrid Electric Vehicle (HEV), High Speed Flywheel Hybrid Vehicle (HSF-HV), Hydraulic Hybrid Vehicle (HHV) and Pneumatic Hybrid Vehicle (PHV). In order to perform equitable analysis of different hybrid systems, comparison was performed also on the basis of the same usable system energy storage capacity (i.e. 625kJ for HEV, HSF and the HHV) but in the case of pneumatic hybrid systems maximal storage capacity was limited by the size of the systems in order to comply with the packaging requirements of the vehicle. The simulations were performed within the IAV Gmbh - VeLoDyn software simulator based on Matlab / Simulink software package. Advanced cycle independent control strategy (ECMS) was implemented into the hybrid supervisory control unit in order to solve power management problem for all hybrid powertrain solutions. In order to maintain State of Charge within desired boundaries during different cycles and to facilitate easy implementation and recalibration of the control strategy for very different hybrid systems, Charge Sustaining Algorithm was added into the ECMS framework. Also, a Variable Shift Pattern VSP-ECMS algorithm was proposed as an extension of ECMS capabilities so as to include gear selection into the determination of minimal (energy) cost function of the hybrid system. Further, cycle-based energetic analysis was performed in all the simulated cases, and the results have been reported in the corresponding chapters.