OTTIMIZZAZIONE DI UN ALBERO MOTORE DI UN TURBODIESEL AERONAUTICO DI GROSSA CILINDRATA

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1 OTTIMIZZAZIONE DI UN ALBEO MOTOE DI UN TUBODIESEL AEONAUTICO DI GOSSA CILINDATA Tes d Laurea d: elatore: CISTINA ENZI Prof. Ing. LUCA PIANCASTELLI Correlator: Prof. Ing. GIANNI CALIGIANA Prof. Ing. ALEDO LIVEANI Dott. Ing. DANIELE MAOZZI Unverstà degl Stud d Bologna ACOLTA DI INGEGNEIA A.A

2 Svluppo della tes Anals de carch agent sul manovellsmo Dmensonamento delle bronzne d testa d bella e d banco dell albero motore con l programma n Mathcad dell Ing. Colccha. Verfca torsonale sul prmo albero d tentatvo Alleggermento dell albero e verfca torsonale sulla soluzone defntva Verfca alle frequenze flessonal e smulazone agl element fnt dell albero motore defntvo Verfca statca e a fatca

3 M 2 d 2 Anals de carch sul manovellsmo V12 a 60 del motore VD007 orze d pressone del gas Pstone con doppa camera d combustone n caso d guasto d un nettore 1 2 p M 2 d eq 3 orza causata dal Momento squlbrante sul barcentro d testa d bella La coppa d squlbro sulla bronzna è trascurable

4 sultant sul perno d manovella nel sstema fsso x y xgas ygas ( ( ax ay bax bay brx bry xδm yδm ) ) sstema fsso Bella ork sultant su testa bella OK Bella Blade sultant su testa d bella blade y y x x

5 sultant sul perno d manovella nel sstema soldale con la bella w z x x cos β sen β y y sen cos β β sstema soldale con la bella Bella ork Bella Blade sultant su testa bella (sstema sol. Bella) z w

6 sultant su support d banco xt sup yt sup xtot sup. ytot sup. ( α) x y ( α) xblade sup yblade sup x ( α ϕ) ( α ϕ) y xfork sup yfork sup sstema fsso E05-1E05-1E05-1E ξ sst tot. manov banco η totbanco sst. manov. sst x tot. fsso banco x totbanco sst. fsso senα cosα sst y tot. fsso banco y totbanco sst. fsso cosα senα sstema manovella rsultante su support, sstema manovella tot x

7 Dmensonamento de cuscnett d testa d bella e d banco dell albero I carch sono nsert nel programma dell Ing. Colccha Incrementando d poch decm d mm alla volta le dmenson della sede del perno d manovella,, s ottene, per entrambe le belle : D 125 mm L 16 mm Valor verfcat entro lmt con: 1 1,024 μm dello spessore del meato 0.9 d olo 0.8 1, Pa d 0.7pressone massma y 0, nel meato 0.6 bella fork fork x 0, Parametr d confronto raccomandat spessore mnmo d lubrfcante 1μm Pressone massma nel meato y 0, s 0, bella blade bella blade x 0,

8 Dmensonamento de cuscnett d banco dell albero Perno d banco esterno D 92 mm L 22 mm Valor verfcat entro lmt con: 1,932 μm dello spessore del meato d olo 2, Pa d pressone massma nel meato Support ntermed D 120 mm L 18 mm Valor verfcat entro lmt con: 1,037 μm dello spessore del meato d olo 7, Pa d pressone massma nel meato y 0, 0.2 y 0, x 0, x 0, 0.895

9 Albero d tentatvo Calcolo d equlbramento delle forze centrfughe peso eccessvo : 77 Kg esstenza a torsone non verfcata secondo Lloyd (σr 475MPa), oppure verfcata con acca specal (σr 2000 MPa)

10 Albero defntvo alleggermento d 15 kg rspetto alla prma versone Ottmzzazone delle maschette

11 Verfca torsonale sull albero defntvo Insermento d un gunto vscoso nel tratto tra l ultmo l perno d banco ed l rduttore l funzonamento del gunto, è assmlable a quello d uno smorzatore vscoso,, capace d rdurre le vbrazon torsonal S assume J gunto 0,7 kg m 2 Ordne degl scopp dverso dal DB

12 Verfca torsonale sull albero defntvo Nuova verfca eseguta medante l foglo d calcolo dell Ing. Pccagla metodo del Lloyd Le sollectazon torsonal rsultano entro lmt Lloyd ft e Lloyd fc

13 Verfca flessonale dell albero Geometra dell albero complessa lungh temp d calcolo La dscretzzazone vene nfttta solo nella prma manovella, che è la pù sollectata. etcolatura molto dradata nel resto dell albero

14 Verfca alle veloctà flessonal crtche La frequenza flessonale crtca del prmo modo è d : 356 Hz rpm

15 Verfca delle veloctà flessonal crtche La veloctà crtca non è verfcata secondo quanto prevsto dal Bocch, che rchede una veloctà d confronto d rpm n confronto n 2 max 5 6 n max Però, confrontando l rapporto tra veloctà crtca e veloctà a regme dell albero del VD007 con quello del DB 605, rtenamo soddsfatta la verfca,, con un rapporto par a 4,2 come per l DB 605 n n n n crtca regme crtca regme VD albero 007 albero DB ,2 4,2

16 Verfca a fatca S può rtenere l cclo d forze approssmatvamente allo zero e per l 300M, nelle condzon d eserczo, con : σ meda 710 MPa σ orgne 1170 MPa, l lmte d fatca è par a 1850 MPa : s ottene un coeffcente d scurezza par a 1,74

17 Concluson L albero rsulta verfcato : alleggermento da 77 kg a 63 kg crca le verfche torsonal e flessonal hanno fornto buon rsultat le verfche statche rsultano soddsfacent con un accao ad alta resstenza come l 300M S dovrebbe mglorare l coeffcente d fatca