Studio dell’architettura e simulazione multibody di un carro miscelatore elettrico = Layout study and multibody simulation of an electric feed-mixer vehicle

Nel presente lavoro si effettua l’analisi di un carro miscelatore elettrico, ovvero una macchina semovente agricola in grado di svolgere la trinciatura, lo sminuzzamento, la miscelazione e la distribuzione in mangiatoia dei prodotti impiegati per l’alimentazione animale (quali ad esempio foraggi, paglia, insilati, mangimi, ecc.) dotata di un motore primario alimentato a batterie. L’elaborato riporta inizialmente una descrizione della struttura del carro miscelatore tradizionale, munito di un motore diesel, in modo da chiarire qual è stato il punto di partenza per la realizzazione del prototipo elettrico. In particolare, si spiega come viene ripartita la potenza motrice tra i vari organi rotanti della macchina evidenziando quali sono le tipologie di trasmissione impiegate (meccanica, idraulica o mista). Dopo questa introduzione, l’attenzione si focalizza sull’argomento principale del presente lavoro di tesi, ovvero lo studio di un carro miscelatore elettrico realizzato da un’azienda del cuneese presso la quale lo studente ha svolto un periodo di tirocinio curriculare. Il prototipo a risparmio energetico è molto simile alla macchina tradizionale in quanto l’unica differenza che le contraddistingue è che nella prima è installato un motore elettrico a magneti permanenti in sostituzione del motore endotermico presente nella seconda; il resto della catena di trasmissione è inalterato. Grazie all’elaborazione di dati sperimentali raccolti durante il funzionamento del semovente, si effettua un’analisi dei suoi consumi energetici mostrando che la triturazione-miscelazione dei prodotti costituenti la razione alimentare rappresenta la fase di lavoro della macchina che assorbe la maggior aliquota di potenza. Sulla base delle specifiche tecniche e delle prove svolte, si realizza un sistema multibody dell’apparato di miscelazione del carro costituito da una vasca all’interno della quale alloggiano due coclee tronco coniche controrotanti. Sfruttando le potenzialità del modello computerizzato, si valuta la dinamica agente sugli organi miscelanti al variare dei parametri costruttivi (passo, inclinazione, larghezza dell’elica della coclea) e della massa della quantità miscelata. In questo modo, si realizza un’ottimizzazione dei consumi energetici della macchina garantendo un maggior durata delle batterie che alimentano il motore elettrico. Quest’ultimo aspetto è di primaria importanza in quanto il semovente non può interrompere il suo funzionamento durante la preparazione della razione alimentare perché ciò impedirebbe di nutrire correttamente gli animali riducendo la produttività dell’allevamento. Il miglioramento del profilo delle coclee di miscelazione non è l’unico aspetto che comporta un aumento dell’autonomia del prototipo elettrico; nell’ultima parte dell’elaborato vengono indicate altre possibili migliorie che potrebbero ottimizzare la macchina dal punto di vista energetico.