IT201800010029A1

IT201800010029A1 - Dispositivo aerodinamico attivo per motoveicoli e relativo motoveicolo

Info

Publication number: IT201800010029A1
Application number: IT102018000010029A
Authority: IT
Inventors: Mario Donato Santucci; Tanna Onorino Di
Original assignee: Piaggio & C Spa
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2020-05-05
Also published as: EP3877247A1; CN112996718A; EP3877247B1; EP3877247C0; JP2022506402A; WO2020095166A1; CN112996718B

Description

DISPOSITIVO AERODINAMICO ATTIVO PER MOTOVEICOLI E RELATIVO MOTOVEICOLO

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

[0001] La presente invenzione riguarda il settore dei motoveicoli dotati di sella cavalcabile a due o tre ruote, quali ad esempio moto e scooter, ma anche motoveicoli cosiddetti rollanti, cioè dotati di un movimento di rollio attorno ad un piano mediano che si sviluppa longitudinalmente lungo il veicolo. Motoveicoli rollanti a tre ruote possono comprendere due ruote anteriori sterzanti e una ruota motrice posteriore, ad asse fisso. Il movimento di rollio consente al motoveicolo di inclinarsi durante la marcia, ad esempio nel percorrere una curva.

STATO DELLA TECNICA

[0002] Nel campo dei veicoli è nota l’applicazione di appendici aerodinamiche. In particolare, nei veicoli a quattro ruote quali le auto, le appendici hanno comunemente la forma di ala o paratia e sono applicate nell’avantreno o nel retrotreno, ma anche nella porzione intermedia laterale. Lo scopo principale di tali appendici è quello di generare un carico aerodinamico sulle ruote, ad esempio per migliorarne l’aderenza, la stabilità e la trazione. Un esempio sono le auto di formula uno dotate di un alettone nel retrotreno. Oltre a quanto sopra, tali appendici possono avere anche la funzione di convogliare l’aria allo scopo di raffreddare specifiche parti del motore soggette a surriscaldamento.

[0003] Anche nell’ambito dei motoveicoli, quali moto e scooter, sono note appendici aerodinamiche disposte nella porzione frontale ed esposte al flusso di vento durante la marcia per generare un carico sulla ruota anteriore.

[0004] Le appendici aerodinamiche nei motoveicoli sono comunemente statiche, ossia fisse durante la guida. Ad esempio, dette appendici aerodinamiche sono monolitiche con la carenatura del motoveicolo o sono applicate con elementi di fissaggio alla stessa.

[0005] In altre tipologie, tali appendici sono regolabili in posizione, ovvero è possibile regolarne ad esempio l’inclinazione, per ottimizzare la loro funzione a seconda del percorso da effettuare. Anche se di tipo regolabile, le alette di questo tipo hanno sempre una configurazione statica durante il moto, ossia l’inclinazione delle alette è modificabile solo a motoveicolo fermo.

[0006] La posizione statica delle alette comporta alcuni inconvenienti. In alcune dinamiche di guida, il carico aerodinamico prodotto dalle alette può risultare svantaggioso. Ad esempio, in un cambio di direzione tra una prima ed una seconda curva opposte tra loro, il carico risulta sfavorevole in quanto contrasta il riallineamento del motoveicolo tra la posizione inclinata e quella alzata (eretta), peggiorando la maneggevolezza del motoveicolo. In tal caso, infatti sarebbe ideale un effetto di portanza (sollevamento) sulla ruota anteriore.

[0007] Vi è pertanto la necessità di realizzare un dispositivo aerodinamico per un motoveicolo che consenta di migliorare la maneggevolezza del motoveicolo in tutte le condizioni di guida, in particolare nell’ingresso di una curva e nell’uscita da una curva.

[0008] È anche scopo della presente invenzione realizzare un dispositivo aerodinamico per un motoveicolo che consenta di migliorare la stabilità del motoveicolo durante la guida.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

[0009] Per superare o alleviare uno o più degli inconvenienti dell’arte corrente, viene qui proposto un dispositivo aerodinamico attivo per un motoveicolo a sella cavalcabile comprendente almeno una aletta disposta su una porzione anteriore (o avantreno) del motoveicolo in modo tale da essere investita da un flusso d’aria durante l’avanzamento del motoveicolo, e mezzi di attuazione atti a movimentare detta almeno una aletta attorno ad un asse di rotazione sostanzialmente perpendicolare al piano di mezzeria del motoveicolo. In questo modo ogni aletta è movimentabile e regolabile in modo dinamico allo scopo di favorire la stabilità e/o la maneggevolezza del motoveicolo durante la guida. In altri termini, i mezzi di attuazione dell’aletta consentono al pilota, o ad un sistema di controllo automatico, di movimentare e configurare l’aletta in particolari condizioni di guida, ad esempio per favorire un ingresso in curva, o un cambio di direzione, o ancora per contrastare squilibri del motoveicolo indesiderati, ad esempio dovuti a cause esterne quali il vento o la conformazione del suolo, al fine di ripristinare la stabilità. La movimentazione dell’aletta consente infatti di creare in modo dinamico un effetto di portanza o deportanza sulla ruota anteriore, adattandosi alle diverse condizioni di guida. Nel seguito, col termine “motoveicolo”, si intende un motoveicolo, preferibilmente un motociclo o ciclomotore, del tipo a sella cavalcabile.

[0010] Costruttivamente, in modo vantaggioso, detto dispositivo aerodinamico attivo assume tre configurazioni variando l’inclinazione dell’almeno una aletta: una configurazione di riposo, una prima configurazione attiva e una seconda configurazione attiva. In particolare detta prima configurazione attiva è tale da generare una coppia di rollio del veicolo verso un lato del veicolo e detta seconda configurazione attiva è tale da generare una coppia di rollio del veicolo verso il lato opposto. Questa coppie consentono un più rapido ingresso in curva del veicolo e/o una più rapida uscita dalla curva del veicolo, velocizzando l’ingresso in piega o l’uscita dalla piega. Alternativamente, queste coppie consentono di stabilizzare il motoveicolo a seguito di un effetto di squilibrio inatteso.

[0011] Preferibilmente dette alette sono due e sono disposte su lati opposti del motoveicolo rispetto al piano di mezzeria. Ancora più preferibilmente dette alette sono girevolmente connesse girevolmente a sbalzo alla carena del motoveicolo, in modo che la coppia di rollio generata dalle alette abbia un braccio preimpostato evidentemente maggiore di zero.

[0012] In particolare, ognuna di dette alette, o paletta, comprende un bordo anteriore (leading edge) ed un bordo posteriore (trailing edge) opposto a detto bordo anteriore disposti in modo che il flusso d’aria percorre detta aletta da detto bordo anteriore a detto bordo posteriore. Quando detta aletta è in posizione neutra, detti bordo anteriore e bordo posteriore giacciono su un piano di riferimento passante per l’asse di rotazione e sostanzialmente parallelo al terreno. Quando detta aletta è in una posizione alzata o in una posizione abbassata, detto bordo anteriore e detto bordo posteriore sono disallineati tra loro e disposti su lati opposti rispetto a detto piano di riferimento. In particolare, in detta posizione alzata detta almeno una aletta ha il bordo posteriore disposto più in alto rispetto al bordo anteriore, e in detta posizione abbassata detta almeno una aletta ha il bordo posteriore disposto più in basso rispetto al bordo anteriore, osservando il veicolo eretto da davanti. Le alette sono attivamente mobili e in dette posizioni alzate e abbassate creano una portanza o una deportanza, ossia una spinta verticale verso l’alto o verso il basso capace di variare l’assetto del veicolo. Naturalmente sono definite anche tutte le altre posizioni intermedie differenti dalla prima e seconda configurazione attiva.

[0013] Ancora più in particolare, detto dispositivo aerodinamico attivo può comprendere una sola aletta. In questo caso, la configurazione di riposo del dispositivo si ottiene quando la aletta è in posizione neutra. La prima configurazione attiva, ossia quella che genera una prima coppia di rollio, si ottiene invece quando l’aletta è in posizione alzata. Al contrario la seconda configurazione attiva, ossia quella che genera una coppia dio rollio contrapposta a quella generata nella prima configurazione attiva, si ottiene l’aletta è in posizione abbassata. Il verso della coppia di rollio risulta funzione del lato del veicolo su cui è installata la singola aletta. Se l’aletta viene installata sul lato destro del veicolo, in posizione alzata si determina una coppia di rollio in senso orario, ossia verso destra, e viceversa se la aletta è in posizione abbassata. Invece, se l’aletta è installata sul lato sinistro del veicolo ed è in posizione alzata, si determina una coppia di rollio in senso antiorario, ossia verso sinistra, e viceversa se la aletta è in posizione abbassata.

[0014] Lo stesso effetto, ma ancora più marcato, si ottiene con due alette, ognuna disposta su lati opposti del veicolo, rispetto al piano di mezzeria. In particolare nella prima configurazione attiva del motoveicolo la prima aletta è in posizione alzata e la seconda aletta è in posizione abbassata, determinando complessivamente una coppia di rollio in un senso. Ipotizzando che la prima aletta è installata sul lato destro del motoveicolo e la seconda aletta sul lato sinistro, si genera una coppia di rollio in senso orario attorno all’asse longitudinale del motoveicolo, ossia una coppia che inclina il motoveicolo a destra. Viceversa, nella seconda configurazione attiva. La prima aletta è in posizione abbassata e la seconda aletta è in posizione alzata, determinando complessivamente una coppia di rollio in un senso opposto. Ipotizzando, come prima, che la prima aletta è installata sul lato destro del motoveicolo e la seconda aletta sul lato sinistro, si genera una coppia di rollio in senso antiorario attorno all’asse longitudinale del motoveicolo, ossia una coppia che inclina il motoveicolo verso sinistra. In configurazione di riposo, il dispositivo può essere preimpostato per generare un effetto di portanza (alleggerimento) dell’avantreno del motoveicolo, un effetto di deportanza (abbassamento) dell’avantreno del motoveicolo, o un comportamento neutro ossia come se il motoveicolo non avesse detto dispositivo aerodinamico installato. Come noto in aerodinamica, posizionando l’aletta in posizione alzata si crea una spinta verso il basso (deportanza), tipica degli alettoni di formula uno, viceversa posizionando l’aletta in posizione abbassata si crea una spinta verso l’alto (portanza), tipica dei flap dei velivoli in fase di atterraggio.

[0015] Col termine “posizione alzata” si intende una aletta che presenta un bordo posteriore o bordo d’uscita disposto più in alto rispetto al bordo anteriore o bordo d’ingresso. Col termine “posizione abbassata” si intende una aletta che presenta un bordo posteriore o bordo d’uscita disposto più in basso rispetto al bordo anteriore o bordo d’ingresso. Dette definizioni prescindono dalla sagoma della sezione longitudinale dell’aletta, la quale può presentare la tipica sagoma a goccia: simmetrica, asimmetrica bombata superiormente e col bordo d’uscita verso il basso o asimmetrica bombata inferiormente e col bordo d’uscita verso l’alto.

[0016] Preferibilmente detti mezzi di attuazione delle alette sono funzionalmente connessi ad una unità di controllo configurata per comandare detti mezzi di attuazione in funzione dell’angolo di sterzo, dell’angolo di rollio e della velocità di avanzamento del veicolo. In particolare, detta unità di controllo è configurata in modo da variare la velocità di rollio del veicolo generando una coppia di rollio verso uno dei due lati del veicolo. Una unità di controllo atta a selezionare l’entità della coppia di rollio in funzione di parametri dinamici del veicolo, in particolare parametri dinamici di impostazione della curva, consente di ottimizzare al meglio l’ingresso in curva o l’uscita da una curva. In tal modo, l’unità di controllo consente di regolare l’inclinazione dell’almeno una aletta. Grazie all’unità di controllo è possibile regolare l’inclinazione delle alette per generare anche un effetto di deportanza, che tende ad abbassare la ruota anteriore, o un effetto di portanza, che tende ad alzare la ruota anteriore. La possibilità di regolare durante la guida questo effetto consente di aumentare la maneggevolezza del motoveicolo soprattutto nei cambi di direzione e in ingresso, percorrenza e in uscita da una curva.

[0017] In una forma realizzativa preferita, sono previste una prima aletta ed una seconda aletta predisposte da lati opposte del veicolo rispetto a detta porzione anteriore del motoveicolo. In questo caso, ognuna di dette alette presenta un proprio attuatore configurato per movimentare dette alette attorno a detto asse di rotazione. L’asse di rotazione può essere unico ed orizzontale per entrambe le alette. In alternativa, detto asse di rotazione può essere proprio di ogni aletta ed essere leggermente inclinato verso il basso o verso l’alto. Col termine “sostanzialmente perpendicolare al piano di mezzeria del veicolo” si intende un asse perpendicolare o inclinato di +/‐20° rispetto alla direzione perpendicolare, ossia la direzione ortogonale e uscente da detto piano di mezzeria. Detto “piano di mezzeria” è il piano longitudinale e verticale passante per il centro di un motoveicolo disposto in posizione eretta, che divide in maniera sostanzialmente simmetrica il veicolo in una porzione di destra e una porzione di sinistra.

[0018] In una versione particolare, dette alette possono essere protette dagli urti da un elemento di supporto connesso alla carena del motoveicolo.

[0019] Detti mezzi di attuazione, ed in particolare detti attuatori, sono controllati da almeno un commutatore collegato ad essi. Detto commutatore consente la selezione della posizione di ogni aletta tra dette posizioni neutra, alzata e abbassata. In particolare, il commutatore può essere un pulsante disposto su un manubrio del motoveicolo o un pedale disposto su una pedana intermedia del motoveicolo. I commutatori possono essere uno per ogni aletta, in tal caso possono essere disposti su lato opposti del motoveicolo rispetto al piano di mezzeria, ad esempio rispettivamente a destra e a sinistra sul manubrio. In alternativa, il commutatore può essere uno per selezionare l’assetto ciclistico e aerodinamico preferito dal guidatore.

[0020] Per misurare efficacemente detti parametri di input all’unità di controllo per calcolare la coppia di rollio necessaria al fine di variare in maniera desiderata la velocità di rollio, possono essere utilizzati strumenti disponibili sul mercato. Risulta in ogni caso preferibile impiegare un potenziometro lineare o rotativo per misurare l’angolo di sterzo, un giroscopio o una piattaforma inerziale per misurare l’angolo di rollio, una o più ruote foniche sensorizzate per misurare la velocità di avanzamento del motoveicolo. La variazione della velocità di rollio può stabilizzare il veicolo in caso di variazioni di rollio anomale, compensando la forza esterna che altera il rollio, ad esempio un vento trasversale o delle sconnessioni del terreno. In alternativa, detta variazione della velocità di rollio può migliorare la maneggevolezza, favorendo il movimento di rollio desiderato dal guidatore.

[0021] In aggiunta, detto dispositivo può comprendere un torsiometro per misurare una coppia di sterzata applicata al manubrio del motoveicolo da parte del guidatore. In questo caso, la unità di controllo è configurata per predire l’angolo di sterzata in funzione di detta coppia di sterzata. Detto angolo di sterzo può essere derivato dalla coppia di sterzata. In tal modo, misurando la coppia di sterzata, è possibile azionare e quindi movimentare le alette in anticipo rispetto alla manovra di piega del veicolo per la curva. In altre parole, rilevando la coppia di sterzata il sistema prevede l’impostazione da far assumere alle alette per effettuare efficacemente la curva. Essendo la coppia di sterzata quella che provoca come effetto la variazione dell’angolo di sterzata, questa identifica in anticipo la manovra necessaria per impostare la curva. Pertanto, con questa rilevazione le coppie di alette possono essere movimentate in sostanziale anticipo rispetto alla manovra stessa generando la suddetta variazione di velocità del rollio sul motoveicolo. Preferibilmente, la coppia di sterzata misurata può essere una coppia di controsterzo, ossia di rotazione dello sterzo in senso opposto al verso della curva da affrontare col motoveicolo.

[0022] Rappresenta un secondo scopo della presente invenzione fornire un motoveicolo a sella cavalcabile comprendente un dispositivo aerodinamico attivo come sopra descritto, in quanto l’effetto sopra descritto di agevolare l’ingresso o l’uscita da una curva si presenta principalmente in un veicolo capace di rollare in maniera accentuata ed in particolare in un veicolo che necessita di forze esterne per mantenersi in equilibrio.

[0023] Detto motoveicolo può preferibilmente comprendere una coppia di deflettori laterali disposti su lati opposti del motoveicolo per deflettere lateralmente il flusso d’aria che si genera quando il motoveicolo avanza. Questi deflettori aumentano il confort per il guidatore, soprattutto quando il motoveicolo è uno scooter e le turbolenze d’aria devono essere allontanate il più possibile dalla zona dietro lo scudo anteriore, ossia in prossimità della zona di appoggio dei piedi.

[0024] Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di realizzazione del dispositivo aerodinamico attivo e del motoveicolo che lo comprende sono illustrate nel seguito e definite nelle allegate rivendicazioni, che formano parte integrante della presente descrizione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0025] L’invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e gli allegati disegni, che illustrano una forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa dell’invenzione. Più in particolare, nei disegni mostrano:

la Fig.1 una vista laterale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione con una aletta in posizione neutra; la Fig.2 una vista laterale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione con una aletta in posizione alzata; la Fig.3 una vista laterale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione con una aletta in posizione abbassata; la Fig. 4 una vista assonometrica di prospettica un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione in configurazione di riposo; la Fig. 5 una vista frontale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione in configurazione di riposo con entrambe le alette in posizione neutra; la Fig. 6 una vista frontale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione in configurazione di riposo con entrambe le alette in posizione alzata; la Fig. 7 una vista frontale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione in configurazione di riposo con entrambe le alette in posizione abbassata; la Fig. 8 una vista frontale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione in una prima configurazione attiva con una prima aletta alzata e una seconda aletta abbassata; la Fig. 9 una vista frontale di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione in una seconda configurazione attiva con una seconda aletta alzata e una prima aletta abbassata; le Figg.10A, 10B e 10C una vista schematica dall’altro di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione nelle varie fasi di percorrenza di una curva; la Fig. 11 una vista schematica dall’altro di un motoveicolo comprendente un dispositivo aerodinamico attivo secondo la presente invenzione nelle varie fasi di percorrenza di una doppia curva.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

[0026] Con riferimento alle figure da 1 a 9 è mostrato un dispositivo aerodinamico attivo 10 installato su un motoveicolo 100. Il motoveicolo 100 illustrato è del tipo rollante con una coppia di ruote anteriori 102. Si precisa che il motoveicolo 100 a sella cavalcabile può anche essere a due ruote, una anteriore ed una posteriore di qualsiasi tipologia.

[0027] Il dispositivo aerodinamico 10 che comprende almeno una aletta 1 predisposta su una porzione anteriore 101 del motoveicolo 100 in modo tale da essere esposta durante il moto ad una corrente di aria. Sono inoltre previsti mezzi di attuazione 3 atti a movimentare selettivamente l’aletta 1 attorno ad un asse di rotazione 2. Nelle figure l’asse di rotazione è rappresentato orizzontale, ossia parallelo al terreno T, quando il veicolo è in posizione eretta come illustrato nella figure da 1 a 9. Detto asse di rotazione 2 è perpendicolare al piano longitudinale L di mezzeria del motoveicolo 100. In tal modo, si identificano principalmente: una configurazione di riposo A, illustrata in Fig. 4 e 5, in cui l’aletta 1 è esposta neutralmente al flusso d’aria F in modo da mantenere invariato l’assetto del veicolo; una prima configurazione attiva B, illustrata in Fig. 8, in cui le alette sono in controfase tra loro, ossia una alzata e l’altra abbassata in modo tale da generare, grazie al flusso d’aria F, un momento di rollio del motoveicolo 100, e pertanto una variazione della velocità di rollio nel motoveicolo 100, come viene meglio chiarito in seguito nel testo; una seconda configurazione attiva C, illustrata in Fig. 9, in cui le alette sono in controfase tra loro, ossia una alzata e l’altra abbassata in modo tale da generare, grazie al flusso d’aria F, un differente momento di rollio del motoveicolo 100, e pertanto una variazione della velocità di rollio nel motoveicolo 100, come viene meglio chiarito in seguito nel testo.

[0028] Costruttivamente l’aletta 1 comprende un bordo anteriore o bordo d’ingresso 1a ed un bordo posteriore o bordo d’uscita 1b opposto al bordo anteriore 1a definiti rispetto alla direzione del flusso di vento F. L’aletta 1 è montata sull’avantreno del motoveicolo100 in modo tale che durante la marcia la corrente d’aria F percorra l’aletta 1 con una direzione che va dal bordo anteriore 1a verso il bordo posteriore 1b. La direzione del flusso d’aria F si può assumere che sia sostanzialmente orizzontale a veicolo 100 in marcia.

[0029] Come illustrato nelle figure da 1 a 3, le alette presentano un profilo affusolato a goccia, caratterizzato da un bordo ingrossato d’ingresso 1a e un bordo rastremato d’uscita 1b. Nelle figure, il profilo è simmetrico rispetto ad un piano passante dai bordi anteriore 1a e posteriore 1b. Detto profilo alare può assumere anche una sagoma differente a seconda dell’effetto aerodinamico desiderato.

[0030] In particolare, come illustrato in Fig. 1, il bordo anteriore 1a e il bordo posteriore 1b dell’aletta 1 sono sostanzialmente allineati tra loro e giacciono entrambi su un piano di riferimento P passante per l’asse di rotazione 2 dell’aletta 1. Il piano di riferimento P è sostanzialmente parallelo al terreno T quando il motoveicolo 100 è in posizione eretta. La aletta 1 assume dunque una posizione denominata neutra N (Fig.1).

[0031] In una prima posizione operativa denominata alzata U della aletta 1, illustrata in Fig. 2, il bordo anteriore 1a e il bordo posteriore 1b sono sostanzialmente sfalsati tra loro rispetto al piano di riferimento P. Il bordo posteriore 1b è al di sopra del piano di riferimento P, mentre il bordo anteriore 1a è al di sotto del piano di riferimento P.

[0032] In una seconda posizione operativa denominata abbassata D della aletta 1, illustrata in Fig. 3, il bordo anteriore 1a e il bordo posteriore 1b sono sostanzialmente sfalsati tra loro rispetto al piano di riferimento P. Il bordo posteriore 1b è al di sotto del piano di riferimento P, mentre il bordo anteriore 1a è al di sopra del piano di riferimento P.

[0033] Tra queste posizioni alzata U e abbassata D, l’aletta 1 può assumere tutte le posizioni angolari intermedie grazie all’attuazione dei mezzi di attuazione 3.

[0034] Quando le alette sono due, come illustrato nelle figure da 4 a 9, ognuna di dette alette 1, 1’ può assumere qualsiasi posizione tra dette posizione alzata U e detta posizione abbassata D. In questo caso le alette giacciono su lati opposti del veicolo e sono connesse a sbalzo rispetto alla carena 106 del veicolo. In particolare, la prima aletta 1 è connessa al lato sinistro del motoveicolo 100, mentre la seconda aletta 1’ è connessa al lato destro del motoveicolo 100.

[0035] Come illustrato in Fig. 4 e 5, quando entrambe le alette sono in posizione neutra, si ottiene la configurazione di riposo A del motoveicolo 100. In questa configurazione, le alette 1, 1’ non forniscono alcun contributo aerodinamico al veicolo e si comportano in maniera neutra rispetto al flusso d’aria F. In questo modo, il rapporto tra il coefficiente aerodinamico (Cx) e il coefficiente di lift (Cx) risulta il minore possibile.

[0036] Sono possibili ulteriori configurazioni di riposo A’ e A’’, come illustrato in Fig. 6 e 7. In particolare, in Fig. 7 entrambe le alette 1, 1’ sono posizionate alzate U e dunque si crea una deportanza dell’avantreno 101 che comporta un precarico sulla parte anteriore 101 del motoveicolo 100. Con riferimento invece alla Fig. 8, entrambe le alette 1, 1’ sono posizionate abbassate D e dunque si crea una portanza che implica un alleggerimento della parte anteriore 101 del motoveicolo 100. Queste configurazioni di riposo A’ (entrambe le alette 1,1’ alzate U‐U) e A’’ (entrambe le alette 1,1’ abbassate D‐D) sono preferibili rispetto alla configurazione di riposo neutra A se si desidera fornire un precarico o un alleggerimenti dell’avantreno del motoveicolo 100.

[0037] Con riferimento adesso alla Fig. 8, le alette 1, 1’ sono disposte in controfase, ossia la prima aletta 1 è posizionata alzata U, mentre la seconda aletta 1’ è posizionata abbassata D. Questo particolare posizionamento delle alette 1, 1’ comporta una spinta verso l’alto FD derivante dalla seconda aletta 1’ e una spinta verso il basso FU derivante dalla prima aletta 1. Gli effetti di dette spinte FD, FU si annullano lungo l’asse verticale ma creano un momento di rollio MS verso sinistra, ossia in senso antiorario attorno all’asse longitudinale del motoveicolo, ossia quando l’asse è orientato dal retro Ba al fronte Fr del motoveicolo 100.

[0038] In una versione alternativa (non illustrata) del dispositivo aerodinamico attivo illustrato in Fig. 8, entrambe le alette 1, 1’ si abbassano ma con gradazioni differenti rispetto al piano di riferimento P (l’aletta 1’ si abbassa di più dell’aletta 1). In questo modo, la risultante delle spinte create dal flusso d’aria F che impatta le alette 1, 1’ presenta una direzione verso l’alto (alleggerimento avantreno 101) e si crea nel contempo una coppia di rollio MS verso sinistra. In una ulteriore versione alternativa (non illustrata) del dispositivo aerodinamico attivo illustrato in Fig. 8, entrambe le alette 1, 1’ si alzano ma con gradazioni differenti rispetto al piano di riferimento P (l’aletta 1 si alza di più dell’aletta 1’). In questo modo, la risultante delle spinte create dal flusso d’aria F che impatta le alette 1, 1’ presenta una direzione verso il basso (carico dell’avantreno 101) e si crea nel contempo una coppia di rollio MS verso sinistra.

[0039] Con riferimento adesso alla Fig. 9, le alette 1, 1’ sono disposte in controfase, ossia la prima aletta 1 è posizionata abbassata D, mentre la seconda aletta 1’ è posizionata alzata U. Questo particolare posizionamento delle alette 1, 1’ comporta una spinta verso l’alto FD derivante dalla prima aletta 1 e una spinta verso il basso FU derivante dalla seconda aletta 1’. Gli effetti di dette spinte FD, FU si annullano lungo l’asse verticale ma creano un momento MD verso destra, ossia in senso orario attorno all’asse longitudinale del motoveicolo quando questo è orientato dal retro Ba al fronte Fr del motoveicolo 100.

[0040] In una versione alternativa (non illustrata) del dispositivo aerodinamico attivo illustrato in Fig. 9, entrambe le alette 1, 1’ si abbassano ma con gradazioni differenti rispetto al piano di riferimento P (l’aletta 1 si abbassa di più dell’aletta 1’). In questo modo, la risultante delle spinte create dal flusso d’aria F che impatta le alette 1, 1’ presenta una direzione verso l’alto (alleggerimento avantreno 101) e si crea nel contempo una coppia di rollio MD verso destra. In una ulteriore versione alternativa (non illustrata) del dispositivo aerodinamico attivo illustrato in Fig. 8, entrambe le alette 1, 1’ si alzano ma con gradazioni differenti rispetto al piano di riferimento P (l’aletta 1’ si alza di più dell’aletta 1). In questo modo, la risultante delle spinte create dal flusso d’aria F che impatta le alette 1, 1’ presenta una direzione verso il basso (carico dell’avantreno 101) e si crea nel contempo una coppia di rollio MD verso destra.

[0041] Le spinte verso il basso sono spinte che creano un carico di compressione dell’avantreno 101, mentre le spinte verso l’alto sono spinte che creano uno scarico dell’avantreno 101, queste spinte sono normalmente indicate con la sigla “Cz”. Il Cz verso l’alto aumenta la manovrabilità dell’avantreno 101 e dunque la maneggevolezza del motoveicolo 100. Il Cz verso il basso determina una migliore aderenza dell’avantreno 101 al terreno T.

[0042] Le alette 1, 1’ sono rotabili attorno all’asse di rotazione 2 di un angolo preferibilmente pari a +/‐ 25° rispetto alla direzione del piano di riferimento P (orizzontale al terreno).

[0043] Detto momento o coppia di rollio MD, MS risulta importante per aumentare la maneggevolezza del motoveicolo 100, in particolare in una fase di ingresso o uscita da una curva, come sarà più chiaramente descritto in seguito.

[0044] Ciascuna aletta 1, 1’ comprende un elemento di supporto 7 montato dal lato esterno di detta aletta 1,1’. L’elemento di supporto 7 consente di supportare il lato a sbalzo dell’aletta rendendolo più stabile. In particolare, l’elemento di supporto 7 comprende una porzione che si estende tra l’asse dell’aletta 2 e la carenatura della porzione anteriore 101 del motoveicolo 100. Nella zona della carenatura, la porzione può essere semplicemente appoggiata creando un sostegno, oppure è fissata stabilmente a questa con mezzi di fissaggio.

[0045] Più in particolare, l’elemento di supporto 7 ha un profilo ad “L” orientato verso la carenatura del motoveicolo 100, in modo tale da definire con la rispettiva aletta 1, 1’ e la carenatura un canale di convogliamento del flusso di aria.

[0046] Dal punto di vista funzionale, i mezzi di attuazione 3 mostrati schematicamente nelle figure 1‐3, 5‐9, comprendono due attuatori 3 per movimentare ciascuna aletta 1, 1’ tra dette posizioni neutra N, alzata U e abbassata D. detti attuatori sono preferibilmente motorini elettrici.

[0047] Detti mezzi di attuazione o attuatori 3, sono collegati ad un commutatore C, rappresentato schematicamente, tipo un pulsante, nelle figure da 1 a 3.

[0048] Preferibilmente detto dispositivo 10 comprende un primo ed un secondo attuatore 3 che azionano rispettivamente la prima 1 e seconda aletta 1’ e detti attuatori 3 sono funzionalmente collegati ad una unità di controllo CPU. L’unità di controllo CPU è programmata per movimentare selettivamente la prima 1 e seconda aletta 1’ ed in particolare selezionare l’angolo di rotazione di dette alette attorno all’asse di rotazione 2 rispetto al piano di riferimento P. L’angolazione delle alette 1, 1’ rispetto al piano di riferimento P e dunque e la coppia di rollio derivante sono un output calcolato dalla unità di controllo CPU in funzione dell’angolo di sterzo, dell’angolo di rollio e della velocità di avanzamento del veicolo. In questo modo, variando la coppia di rollio, è possibile variare la velocità di rollio del veicolo, ovvero rendere più rapida l’inclinazione di rollio del veicolo, in particolare quando questo vuole entrare in una curva o uscire da una curva. In questo modo, il motoveicolo 100 passa dalla posizione eretta alla posizione di piega e viceversa, in maniera nettamente più rapida. Questo effetto è particolarmente percepibile a velocità del motoveicolo 100 superiori ai 50 km/h.

[0049] Preferibilmente detto angolo di sterzo, ossia l’angolo tra l’asse di sterzo ed il telaio, è misurato tramite un potenziometro lineare o rotativo. L’angolo di sterzo è pari a zero quando il motoveicolo è eretto e le ruote sono parallele tra loro.

[0050] Può essere rilevata vantaggiosamente una coppia di sterzata applicata al manubrio del motoveicolo 100, ad esempio per mezzo di un torsiometro. Detto angolo di sterzo può essere derivato dalla coppia di sterzata. In questo modo, misurando la coppia di sterzata, è possibile azionare e quindi movimentare le alette 1,1’ in anticipo rispetto alla manovra di piega del veicolo per la curva. In altre parole, rilevando la coppia di sterzata il sistema prevede il comando del pilota per impostare la curva. Essendo la coppia di sterzata quella che provoca come effetto la variazione dell’angolo di sterzata, questa identifica in anticipo la modalità di curvatura del motoveicolo. Pertanto con questa rilevazione, le coppie di alette possono essere movimentate in sostanziale anticipo rispetto alla manovra stessa, generando la suddetta variazione di velocità del rollio sul motoveicolo 100.

[0051] Preferibilmente, detto angolo di rollio è misurato tramite un giroscopio associato all’unità di controllo CPU o una piattaforma inerziale collegata all’unità di controllo CPU. L’angolo di rollio pari a zero, indica la posizione eretta del motoveicolo 100.

[0052] Preferibilmente, la velocità di avanzamento è misurata tramite delle ruote foniche 105 (Fig. 1) opportunamente strumentate con sensori di ruota fonica sensori. Dette ruote foniche sensorizzate possono essere disposte sull’almeno una ruota anteriore e/o sulla ruota posteriore del motoveicolo 100.

[0053] Secondo il principio di funzionamento, la variazione della velocità di rollio può stabilizzare il veicolo in caso di variazioni di rollio anomale, compensando la forza esterna che altera il rollio, ad esempio un vento trasversale al motoveicolo o le sconnessioni del terreno. In alternativa, detta variazione della velocità di rollio può migliorare la maneggevolezza, favorendo il movimento di rollio desiderato dal guidatore.

[0054] Detto motoveicolo 100 a sella cavalcabile 100 può comprendere detto dispositivo aerodinamico attivo. Detto motoveicolo 100 può inoltre comprendere, come illustrato nelle figure da 1 a 4, una coppia di deflettori laterali 20, posizionati sulla porzione anteriore 101 del motoveicolo 100. Detti deflettori 20 sono configurati per deflettere lateralmente il flusso d’aria F e possono essere mobili, in funzione della velocità di avanzamento del motoveicolo 100, per deflettere lateralmente, oltre il motoveicolo 100 ed in maniera regolabile, il flusso d’aria F che incontra il motoveicolo stesso avanzando. Deflettendo lateralmente il flusso d’aria F, il guidatore percepisce minori turbolenze nella zona dietro lo scudo dell’avantreno 101 e la guida risulta più stabile quando le velocità sono maggiori di 50 km/h.

[0055] Per una migliore comprensione delle caratteristiche innovative delle varie forme di realizzazione del dispositivo aerodinamico secondo la presente invenzione e del relativo motoveicolo, dopo le illustrazioni di forme realizzative concrete del dispositivo aerodinamico e del relativo motoveicolo che lo impiega, sono illustrati schemi concettuali che illustrano le configurazioni e gli effetti del dispositivo aerodinamico. Tali schemi semplificati cui è fatto riferimento sono illustrati nelle figure 10 e 11.

[0056] Come mostrato nelle figure schematiche 10 e 11, un motoveicolo 100A inizialmente percorre un rettilineo con entrambe le alette in posizione neutra N‐N. In una versione particolare (non illustrata), le alette potrebbero essere entrambe alzate U o entrambe abbassate D per ottenere comportamenti predefiniti del motoveicolo anche in rettilineo.

[0057] Quando il motoveicolo (posizione 100B) deve iniziare a impostare la curva verso destra delle figure 10 e 11, l’aletta di sinistra si dispone in posizione abbassata D e l’aletta di destra si dispone in posizione alzata U per mezzo dell’attuazione del primo e secondo attuatore. In questa maniera un momento di rollio MD verso destra viene creato e la moto entra più agevolmente e rapidamente in piega per effettuare la curva. Risulta utile rammentare che un motoveicolo rollante tipo quello descritto nella presente invenzione non po’ curvare se non si inclina dal lato interno della curva, per via della forza centrifuga che agisce sul motoveicolo e sul suo guidatore.

[0058] Una volta che motoveicolo (posizione 100C) ha impostato la curva, l’assetto delle alette può tornare in posizione neutrale N‐N (Fig. 10A). In alternativa, l’assetto delle alette può essere impostato in modo che entrambe le alette siano alzate U‐U (Fig. 10B) al fine di caricare maggiormente l’avantreno del motoveicolo, ad esempio se si è in procinto di frenare o per aumentare l’aderenza dell’avantreno. In una ulteriore alternativa, l’assetto delle alette può essere impostato in modo che entrambe le alette siano abbassate D‐D (Fig. 10C) al fine di alleggerire maggiormente l’avantreno del motoveicolo, ad esempio se il motoveicolo deve affrontare un cambio di traiettoria repentino.

[0059] Un caso particolare di questa ultima ipotesi è rappresentato in Fig. 11, dove il veicolo percorre una chicane, ossia una serie di curve opposte tra loro disposte in sequenza. In questo caso, può essere preferibile nel cambio di direzione del motoveicolo da una curva all’altra (posizione 100C’) di alleggerire notevolmente l’avantreno del motoveicolo per consentire al guidatore di effettuare il minor sforzo possibile per cambiare la direzione. Questo comporta tempistiche di cambio della direzione decisamente migliori. In questo caso, quando il motoveicolo 100C’ si trova tra le due curve, è preferibile posizionare le alette entrambe abbassate D’‐D’’, ma con quella di destra D’’ inclinata verso il basso maggiormente rispetto alla aletta di sinistra D’, in modo da avere un effetto portante dell’avantreno (sollevamento avantreno) e una coppia di rollio verso sinistra MD, atta a ribaltare il motoveicolo dal lato opposto.

[0060] Quando invece il motoveicolo (posizione 100D) sta per uscire dalla curva per affrontare un rettilineo, il motoveicolo necessità di una coppia per riportarsi rapidamente in posizione eretta (Fig. 10). In questo caso, la aletta di destra viene disposta in posizione abbassata D e quella di sinistra in posizione alzata U, generando una coppia di rollio verso sinistra MS atta a raddrizzare il motoveicolo. In Figura 11, il processo è uguale, ma inverso poiché il motoveicolo (posizione 100D’) deve raddrizzarsi dopo una curva verso sinistra. Pertanto, l’aletta di destra viene alzata U e quella di sinistra abbassata D.

[0061] Una volta che il motoveicolo si trova nuovamente in un tratto rettilineo, le alette posso entrambe essere posizionate in posizione neutra N‐N (posizione 100E in Fig. 10 e 11).

[0062] Risulta chiaro che la variazione delle forze aerodinamiche per variare l’effetto di portanza o deportanza, dipende da vari fattori e circostanze, quali la tipologia di veicolo, le condizioni del terreno, la velocità ecc. In linea di principio tuttavia risulta vantaggioso generare una coppia che agevola l’ingresso in curva e una coppia che agevola l’uscita dalla curva o un cambio di direzione.

[0063] Un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti alle soluzioni sopra descritte, tutte peraltro contenute nell’ambito dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo aerodinamico attivo (10) per un motoveicolo (100) a sella cavalcabile comprendente: - almeno una aletta (1,1’) disposta su una porzione anteriore (101) del motoveicolo (100) in modo da essere investita da un flusso d’aria (F) durante l’avanzamento del motoveicolo (10); - mezzi di attuazione (3) atti a movimentare detta almeno una aletta (1,1’) attorno ad un asse di rotazione (2) sostanzialmente perpendicolare al piano di mezzeria (L) del motoveicolo (100).
2. Dispositivo aerodinamico (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo è configurato per assumere una configurazione di riposo (A, A’, A’’), una prima configurazione attiva (B) e una seconda configurazione attiva (C), variando l’inclinazione di detta almeno una aletta (1, 1’); detta prima configurazione attiva (B) generando una coppia di rollio (MS) verso un primo lato del veicolo (100), e detta seconda configurazione attiva (C) generando una coppia di rollio (MD) verso un secondo lato del veicolo (100).
3. Dispositivo aerodinamico (10) secondo la rivendicazione 2, comprendente una prima aletta (1) e una seconda aletta (1’) disposte su lati opposti del motoveicolo (100) rispetto a detto piano di mezzeria (L).
4. Dispositivo aerodinamico (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui dette alette (1, 1’) sono connesse girevolmente a sbalzo ad una carena (106) del motoveicolo (100).
5. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una aletta (1, 1’) comprende un bordo anteriore (1a) ed un bordo posteriore (1b) opposto a detto bordo anteriore (1a) disposti in modo che detto flusso d’aria (F) percorre detta aletta (1, 1’) da detto bordo anteriore (1a) a detto bordo posteriore (1b), ed in cui in detto bordo anteriore (1a) e detto bordo posteriore (1b) giacciono su un piano di riferimento (P) passante per detto asse di rotazione (2) e sostanzialmente parallelo al terreno quando detta almeno una aletta (1, 1’) è in una posizione neutra (N), ed in cui detto bordo anteriore (1a) e detto bordo posteriore (1b) sono disallineati tra loro e disposti su lati opposti rispetto a detto piano di riferimento (P), quando detta almeno una aletta (1, 1’) è in una posizione alzata (U) o in una posizione abbassata (D).
6. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui in detta posizione alzata (U) detta almeno una aletta (1, 1’) ha il bordo posteriore (1b) disposto più in alto rispetto al bordo anteriore (1a), e in detta posizione abbassata (D) detta almeno una aletta (1, 1’) ha il bordo posteriore (1b) disposto più in basso rispetto al bordo anteriore (1a), quando detto veicolo è osservato in posizione eretta.
7. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui quando detto dispositivo (10) comprende una sola aletta (1), detto dispositivo (10) è: ‐ in configurazione di riposo (A) quando detta aletta (1) è in posizione neutra (N); ‐ in detta prima configurazione attiva (B) quando detta aletta (1) è in posizione alzata (U); ‐ in detta seconda configurazione attiva (C) quando detta aletta (1) è in posizione abbassata (D).
8. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui quando detto dispositivo (10) comprende una prima aletta (1) e una seconda aletta (1’), detto dispositivo (10) è: ‐ in configurazione di riposo (A, A’, A’’) quando entrambe dette alette (1, 1’) sono in posizione neutra (N) o entrambe in posizione alzata (U) o entrambe in posizione abbassata (D); ‐ in detta prima configurazione attiva (B) quando detta prima aletta (1) è in posizione alzata (U) e detta seconda aletta (1’) è in posizione abbassata (D); ‐ in detta seconda configurazione attiva (C) quando detta prima aletta (1) è in posizione abbassata (D) e detta seconda aletta (1’) è in posizione alzata (U).
9. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui detti mezzi di attuazione (3) sono funzionalmente connessi ad una unità di controllo (CPU) atta a comandare detti mezzi di attuazione (3) in funzione dell’angolo di sterzo, dell’angolo di rollio e della velocità di avanzamento del veicolo in modo da variare la velocità di rollio del veicolo generando detta coppia di rollio (MS) verso il primo lato del veicolo o detta coppia di rollio (MD) verso il secondo lato del veicolo.
10. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di attuazione (3) comprendono un primo ed un secondo attuatore configurato per movimentare rispettivamente detta prima (1) e detta seconda (1’) aletta.
11. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno una aletta (1,1’) comprende un elemento di supporto (7) connesso a detta carena (106) e configurato per proteggere detta almeno una aletta (1, 1’).
12. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di attuazione (3) sono collegati ad almeno un commutatore (C) configurato per selezionare la posizione di detta almeno una aletta (1,1’) tra dette posizioni neutra (N), alzata (U) e abbassata (D).
13. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto almeno un commutatore (C) è scelto tra un pulsante posto su un manubrio del motoveicolo (100) o un pedale disposto su una pedana intermedia del motoveicolo (100).
14. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 13, comprendente un potenziometro lineare o rotativo per misurare detto angolo di sterzo.
15. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, comprendente un giroscopio o una piattaforma inerziale per misurare detto angolo di rollio.
16. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 15, comprendente uno o più ruote foniche sensorizzate per misurare detta velocità di avanzamento del motoveicolo (100).
17. Dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 16, comprendente un torsiometro per misurare una coppia di sterzata; detta unità di controllo (CPU) essendo configurata per predire l’angolo di sterzata in funzione della coppia di sterzata.
18. Motoveicolo (100) a sella cavalcabile comprendente un dispositivo aerodinamico attivo (10) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 17.
19. Motoveicolo (100) secondo la rivendicazione precedente, comprendente una coppia di deflettori laterali (20) disposti su lati opposti del motoveicolo (100) e configurati per deflettere il flusso d’aria (F) lateralmente.