Massimo Procopio

Active Bumper: HOW IT WORKS

Active Bumper – Funzionamento


L’Active Bumper è letteralmente un paraurti attivo, cioè un sistema meccanico che non si limita ad assorbire gli urti passivamente, come avviene attualmente negli autoveicoli, ma che si attiva per consentire un assorbimento più efficace. Le automobili più lunghe e con pianali ben studiati, consentono un efficace assorbimento degli urti di una certa entità deformandosi. Più è lungo il veicolo, più è facile che il pianale riesca ad assorbire l’urto, a beneficio degli occupanti. Allo stesso tempo una macchina molto lunga ha altri svantaggi, sopratutto in città. L’Active Bumper consente di frapporre, solo quando è necessario, un sistema meccanico studiato appositamente per l’assorbimento degli urti tra il veicolo e l’ostacolo. Questo comporta notevoli vantaggi:

  • La parte meccanica può essere progettata efficentando l’assorbimento perché non deve sottostare, come il pianale, a vincoli di design del veicolo;
  • Il sistema si aggiunge ai nuovi pianali a deformazione programmata;
  • In caso di urti entro una certa entità, è possibile salvare anche il veicolo, arrestando la sua corsa prima che il pianale inizi a deformarsi;
  • La parte meccanica dell’active bumper può essere sostituita facilmente senza elevati costi, quindi, se l’entità dell’urto lo consente, i costi di riparazione possono essere notevolmente ridotti;
  • Il sistema può essere applicato anche al paraurti posteriore;
  • In caso di urto tra due veicoli provvisti di Active Bumper l’assorbimento verrebbe raddoppiato;
  • Sommando tutti i sistemi attualmente presenti negli autoveicoli, si può tutelare in modo più efficiente l’incolumità degli occupanti di un autoveicolo.

Per ottenere tali risultati sono necessari due componenti:

  • Una parte elettronica che monitora il veicolo e gli eventuali ostacoli;
  • La parte meccanica, oggetto dell’invenzione.

La parte elettronica può essere sviluppata in modi molteplici. Esistono già sistemi simili che attivano automaticamente i freni dell’automobile in caso di possibile incidente. Questi sistemi si possono interfacciare con la parte meccanica in modo da attivarla quando, anche frenando tempestivamente, non è più possibile evitare uno scontro (perdita di aderenza del battistrada, manovre improvvise ad alte velocità, etc…).

Active Bumper – La meccanica

Il cuore dell’Active Bumper è invece la parte meccanica che consiste in un blocco formato da due cilindri concentrici (quello interno forma la camera di combustione), un pistone e una parte ad assorbimento progressivo ancorata a un anello autobloccante. L’Active Bumper, inerte e invisibile all’interno del cofano motore in condizioni di marcia normale, in caso di pericolo (cioè quando, per le condizioni stradali, la velocità, o una distrazione, non è più possibile evitare l’impatto con un ostacolo), viene attivato con un impulso elettrico inviato alla candeletta che avvia la combusione. Il pistone, a seguito dello scoppio, spinge tempestivamente verso l’esterno la parte progettata per l’assorbimento progressivo che, autobloccandosi nella posizione di massima estensione possibile, si deforma riducendo la forza d’urto impressa al pianale.

Il sistema, per essere efficace, deve essere usato almeno in coppia e deve essere progettato insieme al pianale, in modo da poter essere alloggiato correttamente all’interno del veicolo e trasmettere la forza d’urto alla parte più resistente del pianale che non deve deformarsi prima che l’Active Bumper abbia assorbito la massima forza per cui viene progettato.

La capacità di assorbimento massima dipende dai materiali usati, dalla lunghezza e dal diametro delle componenti meccaniche.

La parte meccanica preposta all’assorbimento effettivo deve essere costruita con strati di materiale di diversa resistenza partendo (dalla parte più esterna) con i materiali più duttili. In questo modo viene garantito un assorbimento graduale della forza d’urto, e si evitano spiacevoli conseguenze agli occupanti dell’autoveicolo.

Attenzione: la parte meccanica non è una molla, ma si deforma esattamente come si deformerebbe il pianale di un’auto, cioè accartocciandosi. Una volta avvenuto l’incidente questa parte deve essere sostituita con una nuova.

L’animazione seguente (rallentata) simula un urto frontale protetto dall’Active Bumper.

Active Bumper: Funzionamento - Esempio

Schematizzando ed inserendo i vettori velocità:

Active Bumper: Funzionamento - Simulazione

L’Active Bumper si porta alla sua massima estensione spingendo verso l’esterno il paraurti, che deve essere progettato in modo da distribuire la forza sui due sistemi meccanici di assorbimento, e quindi deve avere al suo interno una barra indeformabile.

La prossima animazione simula il movimento della sola parte meccanica oggetto dell’invenzione.

Active Bumper: Funzionamento - Parte Meccanica

L’Active Bumper, inerte all’interno del veicolo, si attiva portandosi alla massima estensione. In seguito, la forza d’urto deformerà la parte meccanica preposta riducendo del tutto, o in parte, l’impatto sul pianale.

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