Durata del Progetto: 22 Mesi | Partenza Marzo 2017

Partenariato: FCA (POMIGLIANO D’ARCO) – SAPA (ARPAIA) – SÒPHIA HIGH TECH (SANT’ANASTASIA) – MD PLAST (MERCATO SAN SEVERINO);

TECA [Technological solution for Engine encapsulation for Automotive]  è un progetto di ricerca e sviluppo cofinanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico Italiano – Prog. n. F/0900190/01-04/X36– CUP: B38I17000640008 – COR: 936779.

 

Figure 1 : Jeep Renegade (Veicolo di prova TECA)

 

Oggetto: Ricerca e sviluppo di nuovi compositi termoplastici e sistemi poliaccoppiati da impiegare nella progettazione di componenti strutturali innovativi per l’incapsulamento del vano motore, al fine di ridurre i consumi e le emissioni di CO2.

La normativa 443/2009 della Comunità Europea stabilisce che dal 2015 ogni costruttore automobilistico deve assicurare che le emissioni di CO2 dei veicoli da esso prodotti non superino, in media, i 130gr/km; un successivo abbassamento del limite a 95gr/km è previsto per il 2020. Inoltre, l’imminente abbassamento dei limiti di rumorosità definiti dalla norma ISO 362 sul rumore esterno (unitamente ad un cambiamento nella procedura di misura) spinge verso una sostanziale eliminazione del contributo del powertrain al rumore esterno.

In linea con il quadro normativo di riferimento, il progetto TECA è incentrato sulla progettazione e costruzione di sistema di incapsulamento del vano motore il quale, costituito da parti montate direttamente su scocca, permette di ridurre la dispersione termica quando il motore viene arrestato; In questo modo il calore immagazzinato consente di ritardare il raffreddamento del gruppo propulsore e, al successivo ri-avviamento, di ridurre le emissioni nocive  ed i consumi di combustibile, a livelli simili a quelli del motore termicamente regimato.

 

Componenti dell’incapsulamento motore
Componenti dell’incapsulamento motore

 

Le fasi principali del Progetto TECA:

•       Ricerca e lo sviluppo di materiali innovativi in termini di isolamento termico, assorbimento e isolamento acustico, sperimentando additivi e cariche che consentano di ottenere un materiale autoestinguente;

•       Progettazione dei nuovi componenti con relative verifiche di packaging;

•       Progettazione e realizzazione delle attrezzature (Stampi);

•       Messa a punto del Processo produttivo con analisi della riciclabilità del materiale a fine ciclo vita del componente;

•       Piano sperimentale direttamente su vettura per una continua verifica delle performance acustiche, termiche e delle emissioni;

•       Valutazione della sostenibilità in termini di eco-innvoation.

Trattandosi di componenti che devono coniugare prestazioni termiche ed acustiche e allo stesso tempo garantire leggerezza, una fase importante del progetto è stato lo studio della specifica combinazione dei materiali da utilizzare, tenendo anche in considerazione le esigenze funzionali dei componenti.

Il progetto è fortemente incentrato sullo sviluppo di nuovi materiali, basati su specifiche applicazioni nel campo dei materiali polimerici. Le proprietà meccaniche della plastica infatti rispondono sempre di più alle esigenze della produzione manifatturiera moderna, per la sicurezza dei prodotti, la durabilità, la manutenibilità e la leggerezza, il riutilizzo.

Sono state sviluppate e caratterizzate diverse miscele di PA6 e PA66 caricate con fibre di vetro, e diversi compound che prevedono l’utilizzo di additivi per il miglioramento delle proprietà meccaniche e fisiche dei materiali.

Sui nuovi materiali è stata eseguita una caratterizzazione numerico-sperimentale per ottenere le Card complete da inserire nei codici di calcolo per le simulazioni al calcolatore dei dimostratori di progetto.

 

Caratterizzazione Numerico-sperimentale
Caratterizzazione Numerico-sperimentale

 

A valle della campagna di prove è stato individuato il materiale per realizzazione dei componenti per l’incapsulamento TECA: un poliaccoppiato costituito da poliammide caricata per la funzione strutturale e  poliuretano espanso – fibra di carbonio per la funzione di isolamento termico e acustico.

 

Figure 2 Cover TECA

Per le verifiche e la validazione del sistema del vano motore sono stati adottati come riferimento i valori prestazionali dello stesso veicolo privo di incapsulamento, ma a caldo. A tale scopo, nelle primissime fasi del progetto TECA, sono state definite le caratteristiche e le prestazioni da raggiungere, con i relativi KPI (Key Performance Indicator).

 

Analisi Numerica sul Cover Motore TECA
Analisi Numerica sul Cover Motore TECA

 

Le nuove soluzioni progettuali sono state verificate sia su modelli virtuali, che direttamente su prototipi mediante un ampia campagna di prove numeriche e sperimentali:

 

Teca Prove su materiali
Teca Prove su materiali

 

Testing dei componenti TECA
Testing dei componenti TECA

Dopo la campagna di test numerico-sperimentali, sono stati sviluppati i prototipi dell’incapsulamento motore ideato in fase di Design. A valle della produzione dei componenti è seguito il montaggio e il testing su vettura.