Studio di un monocilindrico di derivazione motociclistica per applicazione aeronautica

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Lucio Giordani
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1 Studio di un monocilindrico di derivazione motociclistica per applicazione aeronautica Candidato Carlo Lazzari Relatore:Prof.Ing.Luca Piancastelli Correlatore:Dott.Ing. Cristina Renzi Università degli studi di Bologna Facoltà di Ingegneria Meccanica-Anno Accademico 2008/ luglio

2 OBIETTIVI Studio preliminare di un motore monocilindrico derivato dal propulsore della YAMAHA R1 versione 2002 Garantirne l accoppiamento al riduttore ad ingranaggi della tesi a cura dell Ing. Margotti

3 IL MOTORE DI PARTENZA Tipo 4 cilindri in linea, raffreddato a liquido, 4 tempi Cilindrata 998 cc Alesaggio x corsa 74 x 58 mm Rapporto di compressione 11.8 : 1 Potenza massima 111,8 kw (152 CV) a giri/min. Coppia massima 107 Nm (10,9 kg-m) a giri/min Lubrificazione Carter umido SPECIFICHE DI PROGETTO Monocilindrico con potenza 50 cv a giri/min. Utilizzo del maggior numero di componenti e soluzioni già collaudati

4 TESTATA Rilevazione misure con calibro ventesimale e comparatore di : Distanza tra le valvole e relativi angoli di moto Interasse alberi a camme Dimensioni sedi scorrimento bicchierini

5 Modellazione CAD 3D con software Solid Edge v20

6 CARATTERISTICHE TESTATA Distribuzione a 5 valvole 3 valvole di aspirazione 2 valvole di scarico 2 alberi a camme mossi da ruote dentate

7 Modifiche rispetto al progetto Eliminazione del sistema di post-iniezione antiinquinamento viste le minori restrizioni per gli ultraleggeri YAMAHA Ingresso miscela secondaria Spostamento della candela dal lato aspirazione alla mezzeria della camera di combustione per non ripetere fedelmente la geometria YAMAHA brevettata

8 SVANTAGGIO:tempo di accensione ritardato minor residence time della carica minor calore sviluppato quindi minore potenza

limiti: aumento inerzia : pericolo sfarfallamento spazio a

9 Soluzione: Aumento diametro fungo della valvola di aspirazione da 23 mm a 24 mm :maggiore quantità di carica limiti: aumento inerzia : pericolo sfarfallamento spazio a disposizione conseguente la modifica dell anello di battuta della valvola

10 Misure delle valvole Valv. Aspirazione centrale: Diametro 24 mm Inclinazione 9,5 Valv. Aspirazione laterali Diametro 23 mm Inclinazione 16,75 Valvole di scarico Diametro 24,5 mm Inclinazione 11,5 valvole assemblate:

masse in moto Alesaggio 75mm Corsa 58 mm Cilindrata 256 c.

11 Modifiche rispetto al progetto YAMAHA Aumento alesaggio per lieve incremento di potenza limitato ad 1 mm per limitare l aumento delle masse in moto Alesaggio 75mm Corsa 58 mm Cilindrata 256 c.c. Nuova inclinazione scarico per ridurre perdite di carico angolo scarico negativo

12 LUBRIFICAZIONE Contatto albero cammeappoggio Camma-bicchierino canale interno per lato asp. foro salita olio foro discesa olio

13 Modellazione 3D: BASAMENTO Basamento alto Basamento basso

14 Dati riduttore di partenza RIDUTTORE Rapporto di riduzione tra albero motore e albero elica:i=5,2 Rapporto di trasmissione tra albero motore e alberi a camme:i=2 Ingranaggio per motorino d avviamento Ingranaggio per le pompe olio e acqua Coppie di ruote elicoidali Dimensionamento per un motore di potenza 200 CV

sempre ruote bielicoidali :+ silenziose - vibrazioni Si è

15 INGRANAGGI Le ruote dentate sono state riprogettate,eliminate quelle per l avviamento.sempre ruote bielicoidali :+ silenziose - vibrazioni Si è lasciato 1 mm tra le due ruote contro il pitting localizzato materiale :acciaio 14NiCr18

16 ALBERO ELICA Si mostra ora il montaggio relativo all albero elica,con l albero,le ruote dentate,i cuscinetti, gli anelli Seger utilizzati per il montaggio

Nuovi: Alloggiamento cuscinetto albero elica NASO Nuovo

17 Eliminati : scatola ruota fonica alloggiamento dell albero dello smorzatore di vibrazioni del vecchio motore accoppiato Nuovi: Alloggiamento cuscinetto albero elica NASO Nuovo profilo per lo spostamento del motorino d avviamento versione di partenza

18 NUOVA VERSIONE Rivisto nella forma e alleggerito

19 AVVIAMENTO Motore BRUSHLESS VANTAGGI: Performante leggero DATI MOTORE: Potenza 720 W Peso 253 g Dimensioni 41,7 X 60 mm Da alimentare con batterie tipo LIPO (litio)

20 INGRANAGGIO del MOTORINO Necessaria riduzione di velocità tra motorino e albero motore di circa 10 volte SOLUZIONE ECONOMICA E LEGGERA:ingranaggio del mandrino di un trapano a filo Denti pignone = 4 Denti corona = 41 i=10,25

21 RUOTA LIBERA + CUSCINETTO A RULLINI tra l albero motore e l ingranaggio del motorino d avviamento HF HK 1212

22 POMPA olio e POMPA acqua Utilizzo delle pompe originali YAMAHA ridotte di un fattore 1.4 per adeguarne la portata UNICO ALBERO : leggerezza compattezza

23 OLIO: Pompa trocoidale + efficiente di una ad ingranaggi classici - ingombrante ACQUA: Pompa centrifuga

24 MONTAGGIO TOTALE Visti i componenti disegnati o modificati,si da una visualizzazione d assieme :

25 In questo elaborato si è CONCLUSIONI Riprodotta architettura del progetto YAMAHA,con modifiche per uso avio e per aggirare i brevetti Adeguato il riduttore, con riposizionamento di motorino avviamento e ruota fonica.ricercata la riduzione delle masse Ottenuta la compattezza necessaria per l uso su ultraleggeri Sviluppi futuri: Dimensionamento albero a gomiti con verifiche di resistenza a fatica Studio nel dettaglio di ogni componente per un alleggerimento complessivo Ottimizzazione delle fasature valvole

26 fine

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