STUDIO DI MASSIMA DI UN DIESEL AD ALTE PRESTAZIONI

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Aurelia Bianchi
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1 Università degli Studi di Bologna FACOLTA DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA Elaborato Finale di Laurea in Laboratorio di CAD STUDIO DI MASSIMA DI UN DIESEL AD ALTE PRESTAZIONI Candidato Orlando Durante Relatore Prof. Ing. Luca Piancastelli Anno Accademico Sessione I

STUDIO DI MASSIMA DI UN DIESEL AD ALTE PRESTAZIONI Candidato Orlando

2 Impostazione del lavoro Proseguimento del lavoro svolto dall ingegner Cervigni, il quale aveva individuato una soluzione motoristica ottimale per una categoria di veicoli molto particolare: le microvetture o quadricicli leggeri. Motore monocilindrico aspirato di cilindrata pari a 500 cc per una potenza di circa 8 kw Bicilindrico aspirato di cilindrata pari a 1000 cc per una potenza di circa 15 kw Possibilità di ottenere una versione sovralimentata da 80 CV

3 Obiettivo della tesi Ampliamento del campo di applicazione non soltanto alla microvettura, ma anche ad utilitarie (Euro 5) e piccoli velivoli Riprogettazione di massima degli organi interessati a variazioni strutturali Studio ed ottimizzazione della testata: sostituzione del sistema di alimentazione ad iniettore-pompa, con un impianto Common Rail

massima degli organi interessati a variazioni strutturali Studio ed ottimizzazione

4 Specifiche di partenza Motore monocilindrico ad accensione per compressione: Potenza netta 4 kw (Direttiva CEE 92/61 sui quadricicli leggeri) Potenza massima non inferiore ad 8 kw per installare un condizionatore In seguito a scelte costruttive sono state assunte le specifiche derivanti dall unità cilindro del motore 1.9 jtd Fiat Alesaggio d = 82 mm Corsa s = 90,4 mm Rapporto di compressione r > 20 : 1 (motore aspirato)

condizionatore In seguito a scelte costruttive sono state assunte le specifiche derivanti dall unità

5 Modifiche apportate Completamento del motore bicilindrico sulla base del monocilindrico sviluppato in precedenza Riprogettazione della testata Inserimento dell iniettore Common Rail prodotto da Bosch Modifiche della geometria del coperchio e dell attacco alla pompa di alta pressione (Euro 5) Perfezionamento del sistema di distribuzione, attraverso l introduzione di tendicinghia ad eccentrico Riprogettazione dello scarico dell olio

della geometria del coperchio e dell attacco alla pompa di alta pressione (Euro 5) Perfezionamento del

6 Carter motore Materiale: Gc Al Si 12 Mn Mg Masse: Lato distribuzione 4,18 kg Lato cambio 5,53 kg Modifica dello scarico dell olio tenuto conto della posizione a V invertita (avio), ed applicazione di flange per il fissaggio dei tendicinghia Possibilità di far lavorare il motore a: Carter umido (automotive) Carter secco (avio)

invertita (avio), ed applicazione di flange per il fissaggio dei tendicinghia

7 La testata Condotti di aspirazione e scarico simili all unità Fiat 1.9 jtd Condotti acqua con modifiche minime Passaggi olio totalmente nuovi Necessità di alloggiare l iniettore Common Rail e la pompa di alta pressione

8 L alimentazione I vantaggi offerti dal Common Rail al posto dell iniettore-pompa sono: Completa flessibilità della gestione della pressione di iniezione indipendentemente dal regime del motore e dal carico Possibilità di effettuare iniezioni multiple per ogni ciclo (Euro 5) Riduzione numero parti

di iniezione indipendentemente dal regime del motore e dal carico

9 Scelta della pompa di alta pressione Portata massima: Q=70 l/h Q 0, m 3 / s Pressione massima: p=1400 bar Per valutare la potenza assorbita si considera un rendimento η=0,85 La potenza assorbita allora vale: p Q P ass 3kW

bar Per valutare la potenza assorbita si considera un

10 Installazione Applicazione della pompa di alta pressione sull albero a camme

11 La distribuzione La soluzione adottata nel monocilindrico era stata quella di sfruttare come tendicinghia la pompa dell acqua Albero della girante e puleggia in posizione eccentrica rispetto il corpo pompa Possibilità di regolare la tensione della cinghia dentata

Albero della girante e puleggia in posizione eccentrica rispetto

12 La distribuzione La scelta del bicilindrico ha richiesto in aggiunta, altri due tendicinghia, in modo da impegnare la cinghia anche sul secondo albero a camme. Tendicinghia ad eccentrico fissati su flange ricavate sul carter, di dimensioni adeguate da consentire il fissaggio a sbalzo

13 Lo scarico dell olio Accumulo dell olio nei punti più bassi dei coperchi delle testate E previsto anche uno scarico nel punto più basso del carter motore

14 Posizionamento dell elica Il nuovo motore è pienamente utilizzabile per piccole applicazioni di tipo aeronautico (ad es. piccolo aeroplano) Installazione dell elica sul volano

15 Conclusioni Sviluppo di una nuova architettura del motore dal peso e dalle dimensioni comunque contenute nonostante l adozione del bicilindrico Massa complessiva di circa 80 kg (completo di turbocompressore), con un rapporto massa-potenza 1:1 Verificata la piena fattibilità del motore che, a partire dalla versione da 500 cc, è stato realizzato apportando un numero abbastanza esiguo di modifiche, e potrà essere utilizzato in un campo di applicazioni molto più variegato del semplice monocilindrico

Verificata la piena fattibilità del motore che, a partire dalla versione da 500 cc, è stato realizzato apportando un numero

16 GRAZIE PER L ATTENZIONE

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