STUDIO DI MASSIMA DEL BASAMENTO DI UN MOTORE DIESELJET AD ALTISSIME PRESTAZIONI

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1 Alma Mater Studiorum Università di Bologna Seconda Facoltà di Ingegneria con sede a Cesena, sede di Forlì Corso di Laurea in INGEGNERIA AEROSPAZIALE Tesi di Laurea in Disegno Assistito dal Calcolatore L STUDIO DI MASSIMA DEL BASAMENTO DI UN MOTORE DIESELJET AD ALTISSIME PRESTAZIONI Candidato: LUCA GOLINUCCI Relatore: Prof. Ing. Luca Piancastelli Correlatori: Prof. Ing. Vincenzo Dal Re Prof. Ing. Francesca De Crescenzio Anno Accademico 2008/2009 Sessione III

2 OBIETTIVO Sviluppo e miglioramento del basamento di un motore Dieseljet per impieghi aeronautici: Semplificare la REALIZZAZIONE Facilitare il MONTAGGIO Risparmio economico in fase di: Sviluppo Produzione Assemblaggio Gestione

3 IL MOTORE DIESELJET Schema: Scaled Composites White Knight 2 Alternativa ai primi stadi dei razzi, in sostituzione dei motori Turbofan per diminuire i costi di gestione (minor consumo di carburante)

4 SPECIFICHE DEL PROPULSORE Motore Diesel common-rail 2 tempi 96 cilindri disposti a doppia X sovrapposta Alesaggio D = 150 mm Corsa C = 65,5 mm Velocità di rotazione n = giri/min Potenza P = CV Rapporto di compressione 12:1 Cilindrata Unitaria V Cu 1157 cc Cilindrata Totale V C cc

5 PERCHÈ UN 2 TEMPI Grande volume d aria elaborato Lubrificazione e raffreddamento del motore tramite il gasolio di alimentazione Minor numero di parti Maggiore potenza teorica

6 ALBERO MOTORE Unico perno di manovella prodotto per estrusione Accoppiamento rotoidale per maschette e bielle (bronzine) Isostatico (lungo l asse longitudinale, l albero si può dilatare liberamente) Economico

7 MASCHETTA PERNO DI BANCO Vantaggi: maggior compattezza maggior rigidezza minor costo Contrappesi in Tungsteno per il bilanciamento Maschette appoggiate direttamente sui supporti di banco

8 COMPONENTI DEL MANOVELLISMO Pistone dotato di doppia camera di combustione ricavata su cielo a tetto Biella a coltello in lega di Titanio Interasse L = 288 mm Spessore: 30 mm

9 L UNITÀ DELL OTTO PENNE Disposizione dei pistoni non complanare Sfasamento bielle contigue: 180 Ingombro assiale: 240 mm (misurato in corrispondenza della testa di biella)

10 IMBIELLAGGIO COMPLETO Ripetendo assialmente per 12 volte l unità si ottiene l imbiellaggio completo

11 IL BASAMENTO Caratteristiche: Sezione ottagonale dettata dall imbiellaggio Divisione in 2 gusci per separare l albero dalla zona di aspirazione e per agevolare il montaggio Materiale: Acciaio

12 BASAMENTO SEMIGUSCIO INTERNO Supporti di banco Intelaiatura per semiguscio esterno Sedi cilindri

13 BASAMENTO SEMIGUSCIO ESTERNO Versione Iniziale Circuiti di raffreddamento Lamiera semi-ottagonale con condotti di raffreddamento saldati al laser

14 BASAMENTO SEMIGUSCIO ESTERNO Versione Intermedia Adattamento necessario al montaggio di una testa già sviluppata Sedi per le viti della testa Compenetrazione dei 2 corpi

15 BASAMENTO SEMIGUSCIO ESTERNO Vantaggi: Versione Finale Possibilità di montaggio Lamiera Esterna Sedi Viti Lamiera Interna Raffreddamento più efficace Realizzazione più semplice Struttura più rigida Svantaggi: Aumento di peso dell 8% circa Zona di raffreddamento comune a tutti i cilindri

16 6 luci di aspirazione ASPIRAZIONE Intercapedine fra i 2 gusci Zona di aspirazione a 3,5 bar Cilindri

17 ASSEMBLAGGIO Tenuta garantita da collante Viti e Bulloni M16 in ogni supporto di banco

18 RISULTATO FINALE Massa: 2860 kg Ingombro Assiale: 3,59 m Ingombro Radiale: 0,82 m Parte superiore identica a quella sottostante Sfasamento dei cilindri ottenuto invertendo la faccia frontale con quella posteriore in fase di montaggio

19 CONCLUSIONI Geometria Imbiellaggio (doppia X sovrapposta) Semigusci simmetrici Vantaggi: Modellazione e validazione di metà basamento Minor numero di parti impiegate (es.: no cappellotti per fissaggio dell albero) Maggiore affidabilità Assemblaggio semplice e veloce Risparmio economico

20 SVILUPPI FUTURI Verifica strutturale tramite analisi FEM Nuovo studio per alleggerire la struttura Collegamento con il compressore Montaggio teste Installazione degli accessori

21 GRAZIE PER L ATTENZIONE Se volete farvi un idea dell avventura del volo, aspettate il momento in cui i motori cominciano a girare Richard Bach