Progettazione mediante tecniche di prototipazione virtuale di un autoveicolo per la UK Shell Eco Marathon 1999

Prefazione 
Progettazione mediante tecniche di prototipazione virtuale di un autoveicolo per la  
U.K. Shell Eco Marathon 1999 
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honeycomb e fibra di vetro e tutti i componenti che si intendevano riutilizzare 
del veicolo dell’anno precedente, con particolare riguardo al meccanismo di 
sterzo. Si è poi proceduto all’individuazione delle nuove componenti necessarie, 
analizzando il lay-out del prototipo virtuale. È stato effettuato uno studio della 
letteratura riguardante l’aerodinamica degli autoveicoli e dei concorrenti della 
Shell Marathon: si è operata una ricerca bibliografica sui principi 
dell’aerodinamica in generale, e su quelli dell’aerodinamica per gli autoveicoli 
in particolare. In base a considerazioni di tipo teorico, è stato scelto un profilo e 
si è modellato il corpo del veicolo tentando di ottenere una forma che desse 
luogo quanto meno possibile a separazione di flusso. 
4. Produzione e consegna dei disegni tecnici dei pezzi realizzati e da 
realizzare. 
Sono stati realizzati e consegnati all’officina tutti i disegni tecnici dei pezzi 
modellati. Quelli già realizzati e quelli da realizzare, nella fattispecie i disegni 
delle sezioni trasversali delle carenature. 
Il presente lavoro di tesi traduce ed integra il rapporto consegnato il 
22/3/1999 al Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Bristol 
intitolato “Modelling design and manufacture of the vehicle for the UK Shell 
Eco Marathon 1999”. 
1. Introduzione 
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1. SHELL ECO MARATHON 
1.1. La Shell Eco Marathon 
 La Shell Eco Marathon è una competizione scientifica e sportiva 
promossa dalla compagnia petrolifera Shell France. 
 Lo scopo di questa competizione è ideare e realizzare un prototipo di 
veicolo che consumi la minor quantità possibile di carburante o, in alternativa, 
che percorra il maggior numero di miglia con un unico litro di carburante 
(fornito da Shell ad ogni partecipante). 
 La Shell Mileage Marathon è la più lunga e prestigiosa competizione del 
suo genere al mondo. La manifestazione si tiene annualmente per scoprire quale 
dei veicoli costruiti ad hoc riesce a completare un percorso di dieci miglia 
attorno al circuito di gara di Silverstone usando la minima quantità di carburante 
mantenendo una velocità media minima di 15 mph, pari a 24 km/h. 
 Contendenti da tutto il mondo prendono parte all’evento utilizzando 
speciali veicoli aerodinamici costruiti per l’occasione e con bassa resistenza di 
rotolamento e motori altamente efficienti. 
 Gli aspetti sportivi e concettuali della competizione attraggono un gran 
numero di scuole (scuole superiori, università ecc.) e d’associazioni. 
1.1.1. Storia e Scopi della Manifestazione. 
 La prima Shell Helix Motor Mileage Marathon si tenne cinquanta anni fa 
ed all’epoca era riservata ai dipendenti Shell. L’evento fu esteso ad altri 
partecipanti dalla Shell U.K. nel 1977. Le classi per veicoli a benzina verde 
furono introdotte nel 1989. Esiste anche una classe per veicoli con motori 
Diesel. A cominciare dal 1999 sono ammessi anche i veicoli ad energia solare. 
1. Introduzione 
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 La compagnia petrolifera Shell France creò la Shell Eco Marathon nel 
1984. 
 Dal 1994, il numero dei 
partecipanti è diventato di oltre un 
centinaio. Seguendo questo grande 
successo, sono state create altre 
competizioni, in Europa, in Gran 
Bretagna, Belgio, Finlandia e 
Portogallo. 
 Per ragioni pratiche, ma anche 
per via delle condizioni 
meteorologiche, la Shell Eco Marathon 
si disputa alla fine dell’anno scolastico, 
e più precisamente tra la primavera e 
l’estate. 
Il manto del tracciato deve essere 
quasi perfetto, e deve essere possibile 
accogliere un gran numero di veicoli e 
partecipanti (Fig.1.1); per questi 
motivi, la competizione si tiene 
normalmente sugli stessi circuiti che 
ospitano le gare di Formula 1: 
Silverstone in Gran Bretagna, Paul 
Ricard o Le Castellet in Francia. 
 
Fig.1.1. Fotografie dei partecipanti alle 
varie Shell Marathon. 
1. Introduzione 
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1.1.2. Dati e Articoli delle Edizioni del 1997 e 1998. 
Alla fine del 1998 il record mondiale per le competizioni Shell Marathon 
era di 9472 mpg (miglia per gallone) equivalenti a 3353 km/l (1 miglio = 1.609 
km, 1 gallone = 4.546 l  1 mpg = 0.354 km/l). 
 La tabella seguente riporta le migliori prestazioni dell’edizione del 1998. 
Nelle pagine seguenti sono riportati anche due articoli, tratti dalla rivista Shell 
Focus, riguardanti le edizioni 1997 e 1998. 
Pos. Team Provenienza mpg km/l l/100km 
1. LPTI La Joliverie France 8428 2983 0.0335 
2. TIM INSA Toulouse France 7854 2780 0.0360 
3. LUTECE France 7615 2695 0.0371
4. Team 1200 Japan 6317 2236 0.0447 
5. Callo Hélios 2000 France 5554 1966 0.0509 
6. King's College Great Britain 4448 1574 0.0635 
7. INSA-IUT de Rouen France 4046 1432 0.0698 
8. Team Energie Orléans France 4032 1427 0.0701
9. Callo Hélios Diesel (1) France 3909 1383 0.0723 
10. Jackson & French Great Britain 3888 1376 0.0727 
11. OPTIMA Diesel France 3699 1309 0.0764 
12. Bel'Go II Diesel Belgium 3567 1262 0.0792 
13. Team Green Great Britain 3462 1225 0.0816 
14. Tendring Torpedo Great Britain 2904 1028 0.0973 
15. Equipe Bigenor - EB5 Great Britain 2900 1026 0.0974 
Tab.1.1. 22
a
 Shell Helix Mileage Marathon 
Circuito di Silverstone, Inghilterra, 16 Luglio 1998. 
RISULTATI NON UFFICIALI 
(1) Record del Mondo Diesel 
1. Introduzione 
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18 July 1997 
Shell Mileage Marathon UK record smashed 
From London to the Falklands on a gallon of petrol 
The winning vehicle in the annual Shell Mileage Marathon clocked up 
an incredible 7,947 miles per gallon to clinch the £1,000 prize at the 
Silverstone circuit in Northamptonshire today. The amazing fuel economy 
performance, which smashed the UK record, was achieved by a vehicle 
designed and built by a team of school students from the Lycee la Joliverie 
at Nantes in France. Its winning performance was equivalent to travelling 
from London to the Falkland Islands with enough fuel left over to tour the 
islands. 
The previous UK record was set in 1992 when a team from the same 
school, Lycee la Joliverie, achieved 7,591 miles per gallon. 
This year's competition was the 21st Shell Mileage Marathon, the 
annual event where car enthusiasts and teams from schools and universities 
compete to see whose vehicle can travel furthest on a gallon of fuel. With 
a record number of entries, the 1997 marathon was hotly contested by more 
than 100 team of contestants ranging from 10 to 80 years old. The prizes 
were presented by 'Top Gear' veteran and professional racing driver, Tiff 
Needell. 
Helen Holmes, Shell Mileage Marathon Manager, said: "We're delighted 
that the record has been broken despite the wet weather. Today's results 
have been achieved through a huge amount of hard work and creativity. It's 
wonderful to see the Mileage Marathon grow in popularity year after year 
and give young people the opportunity to develop some new skills in a fun 
and challenging event". 
The competition is designed to promote motoring enthusiasm and 
engineering excellence particularly amongst young people since it started 
in 1977, the Shell Mileage Marathon has become an international event 
attracting entries from around the world. Shell now holds similar events in 
Finland, Germany, Belgium and France. 
Shell Advanced Unleaded Petrol, Shell Advanced Diesel and Shell Helix 
Motor Oils were used by all the marathon entrants. Shell brings nearly 100 
years of research experience and millions of pounds worth of dedicated 
developments to its oils and fuels. 
1. Introduzione 
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Notes 
 ι  Mileage Marathon entrants design and build their own vehicles. 
 ι  The engine must be powerful enough to carry the driver seven laps around 
a 10-mile circuit at Silverstone, at an average speed of at least 15 
miles per hour. The winning team is the one which uses the least fuel in 
a single circuit. 
 ι  Vehicles entering the contest range from finely-honed machines built by 
expert engineers to those built in garden sheds from old canoes and 
children's bikes. Lawnmower, moped, model aeroplane and grass strimmer 
engines have all been adapted to power the vehicles. 
 ι  The Mileage Marathon was first conceived at a Shell laboratory in 
Illinois more than 50 years ago, when two scientists held a bet over who 
could drive furthest on a gallon of petrol. The competition was launched 
in the UK as an annual Shell-sponsored event in 1977. 
 ι  The current world fuel economy record - 9,472 miles per gallon - was set 
at the Mileage Marathon in Finland in September 1996 by a team from 
Honda's factory in Suzuka, Japan. 
1. Introduzione 
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17 July 1998 
Shell Mileage Marathon UK record smashed 
From London to New Delhi - and back - on a gallon of petrol 
The winning vehicle in the annual Shell Mileage Marathon clocked up 
an incredible 8,428 miles per gallon to clinch the £1,000 prize at the 
Silverstone circuit in Northamptonshire yesterday. The amazing fuel economy 
performance, which smashed the UK record, was achieved by a vehicle 
designed and built by Microjoule, a team of university students from 
France. 
Its winning performance was equivalent to travelling from London to 
New Delhi, India, and back on a gallon of petrol. The previous UK record 
was also set by a French team in 1997 when a team from Lycee la Joliverie 
achieved 7,947 miles per gallon. 
Another first for the event this year was the unveiling of the Shell 
Solar car which took to the Silverstone track powered by two Shell solar 
panels. Designed by the Shell Research and Technology Centre at Thornton, 
the car is a prototype to demonstrate the practicalities of a solar powered 
micro-vehicle that meets all the guidelines for the more conventionally 
fuelled Shell Mileage Marathon cars. 
This year's competition was the 22nd Shell Mileage Marathon, the 
annual event where car enthusiasts and teams from schools and universities 
compete to see whose vehicle can travel furthest on a gallon of fuel. With 
106 entries the 1998 marathon was hotly contested with contestants ranging 
from 10 to 70 years old. The winning teams were given their prizes by Tiff 
Needell, 'Top Gear' presenter and professional racing driver. 
John Brown, Shell Mileage Marathon Manager, said: "The event was 
extremely successful with some very impressive results. Although the two 
days are great fun there is also a serious element. Fuel efficiency and 
using resources responsibly continue to grow in importance and the Mileage 
Marathon provides an opportunity for schools, colleges and individuals to 
come up with some answers that may help us in the future.  
"We were also thrilled this year to be able to unveil the solar 
powered car at the Mileage Marathon. Solar power is at the leading edge of 
vehicle design, a philosophy that our event has always sought to nurture 
and develop". 
Since it started in 1977, the Shell Mileage Marathon has become an 
international event attracting entries from around the world. Shell now 
holds similar events in Finland, Belgium and France. 
1. Introduzione 
Progettazione mediante tecniche di prototipazione virtuale di un autoveicolo per la  
U.K. Shell Eco Marathon 1999 
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Notes 
 ι  Mileage Marathon entrants design and build their own vehicles. The 
engine must be powerful enough to carry the driver seven laps to 
complete the 10-mile circuit, at an average speed of at least 15 miles 
per hour. The winning team is the one that uses the least fuel in a 
single circuit. 
 ι  Vehicles entering the contest range from finely-honed machines built by 
expert engineers, to those built in garden sheds from old canoes and 
children's bikes. Lawnmower, moped, model aeroplane and grass strimmer 
engines have all been adapted to power the vehicles. 
 ι  The Mileage Marathon was first conceived at a Shell laboratory in 
Illinois more than 50 years ago, when two scientists held a bet over who 
could drive furthest on a gallon of petrol. The competition was launched 
in the UK as an annual Shell-sponsored event in 1977. 
 ι  Michelin Tyres, Schimano UK, Sheffield University as Department of 
Electrical Engineering, and Brian Toft, a former (retired) member of 
Shell Research and Technology, were also involved in the design of the 
solar vehicle. 
 ι  The Shell Solar photovoltaic panels have an output of 150 watts, under 
standard conditions, with a total area of 1.6 sq m. including the 
mounting frames. The solar cells and panels are manufactured by Shell 
Solar B.V., at their factory at Helmond, the Netherlands. 
1. Introduzione 
Progettazione mediante tecniche di prototipazione virtuale di un autoveicolo per la  
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1.1.3. Il Circuito di Silverstone. 
 Nel 1999 la competizione si svolgerà il 15 Luglio, sul circuito di 
Silverstone (http://www.silverstone-circuit.co.uk; Fig.1.2, 1.3, 1.4), la settimana 
successiva al British Formula 1 Grand Prix. Il tracciato sarà quello del National 
Circuit di 1.639 miglia = 2.638 Km (Fig.1.3). 
Fig.1.2. Informazioni sul circuito di Silverstone.