UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BOLOGNA
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- Adelaide Vigano
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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BOLOGNA FACOLTA DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica ELABORATO FINALE DI LAUREA In Laboratorio CAD L STUDIO E OTTIMIZZAZIONE DEL BASAMENTO DI UN MOTORE AERONAUTICO AD ALTA AFFIDABILITA CANDIDATO Mascioli Camillo RELATORE Prof. Ing. Luca Piancastelli CORRELATORE Dott. Ing. Cristina Renzi
2 OBBIETTIVI Realizzazione di un motore boxer quattro cilindri 2200cc da 150 CV raffreddato a olio per impiego aeronautico. Valutazione della possibilità di utilizzare il basamento già ottimizzato di un motore a cilindrata maggiore. Scelta della disposizione ottimale della pompa dell olio.
3 PERCHE LA SCELTA DEL BOXER Tale architettura garantisce ingombri e massa contenuti. Ne risultano una compattezza e una leggerezza notevoli. E questa una caratteristica di fondamentale importanza, dato l impiego del motore. Inoltre la maggior parte dei vani motore dei velivoli esistenti sono progettati per l alloggiamento di motori boxer.
4 IL BASAMENTO A partire da un basamento boxer a otto cilindri e con un alesaggio di 142 mm, precedentemente verificato, si è applicato un opportuno fattore di scala (0,683) e se ne è dimezzato l ingombro in modo da ottenere: Le quattro canne richieste Il voluto alesaggio di 97 mm Una corsa risultante di 75 mm
5 IL BASAMENTO Basamento a doppia coppa in alluminio 7075 ottenuto tramite fusione in terra e sottoposto al trattamento di invecchiamento T6
6 IL MANOVELLISMO DI SPINTA Si è utilizzato: Un albero motore piatto, con un angolo di 180 tra le manovelle interne e quelle esterne, realizzato in acciaio 300M. Pistone ( in lega di alluminio) Bielle a coltello e a forchetta, date le particolari esigenze geometriche, in lega di titanio. Due contrappesi dentati per equilibrare le forze di inerzia del primo ordine, in acciaio C40.
7 IL MANOVELLISMO DI SPINTA Pistone Biella coltello Contrappeso dentato Biella forchetta Assemblaggio complessivo
8 LA POMPA Si è poi disposta una pompa trocoidale di alta pressione coassiale con l albero motore, calettata mediante spina elastica e avvitata attraverso tre viti mordenti M6x50 al basamento. Per fare ciò si è modificato quest ultimo, in modo da ricavare una superficie piana ad una delle estremità a cui avvitare il carter. La tenuta del fluido è assicurata da un anello OR. Superficie di alloggiamento del carter
9 LA POMPA La pompa trocoidale E costituita da uno stretto corpo circolare all interno del quale trovano spazio due rotori sagomati in modo da ingranare l uno nell altro. Il rotore centrale, più piccolo, girando trascina quello esterno, andando a creare una variazione di volume tra le camere isolate dai lobi dei due rotori. L olio è così aspirato e spinto nel circuito.
10 LA POMPA I principali vantaggi sono: Minor numero di parti mobili. Usura e perdite ridottissime. Leggerezza, compattezza e minori costi di produzione rispetto alle più comuni pompe ad ingranaggi.
11 LA POMPA Giranti interna ed esterna Filtro Spina elastica Coperchio Carter
12 Il pescaggio dell olio è favorito da un pozzetto realizzato sul fondo della coppa inferiore, in modo da avere un punto di raccolta preferenziale LA POMPA Pozzetto Condotto di aspirazione
13 La mandata della pompa è stata collegata al condotto, sulla sommità del basamento, che rifornisce le bronzine sui perni di banco LA POMPA Bronzina Adduzione alle bronzine Condotto di mandata
14 IL MOTORE Aspetto complessivo del motore
15 341,39 INGOMBRI 233,17 414,14 Vista dall alto
16 232,1 338,37 301,95 INGOMBRI Vista frontale
17 CONCLUSIONI Il basamento ottimizzato di cilindrata maggiore, punto di partenza della presente tesi, si è adattato perfettamente ad essere modificato secondo la geometria e le dimensioni richieste. Ne è scaturito un motore dagli ingombri assai ridotti e caratterizzato da una notevole rigidezza, favorita oltretutto dai sei tiranti che tengono unite le varie parti del basamento fissandosi alle testate.
18 SVILUPPI I contrappesi dentati possono essere utilizzati per trascinare altri accessori (ad esempio, un compressore centrifugo, il motorino di avviamento, il passo dell elica ecc ) Ottimizzazione da un punto di vista fluidodinamico dei condotti di aspirazione e mandata della pompa.
19 SVILUPPI L elica può essere calettata direttamente sull albero motore (in questo caso il propulsore deve essere dotato di un compressore volumetrico o di un turbo per ottenere i 150 CV richiesti, dato che la velocità limite di rotazione dell elica è 2800 rpm.). Altrimenti il motore può essere dotato di riduttore epicicloidale con un rapporto di riduzione di 1:2.
20 Grazie a tutti per la cortese attenzione
UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BOLOGNA
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