Studio di fattibilità per la realizzazione del motore FTP 1300 jtd multi-jet

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Studio di fattibilità per la realizzazione del motore FTP 1300 jtd multi-jet"

Cristina Bellucci
6 anni fa
Visualizzazioni

1 Alma mater studiorum Università di Bologna Seconda facoltà di Ingegneria Corso di laurea in Ingegneria meccanica Studio di fattibilità per la realizzazione del motore FTP 1300 jtd multi-jet CANDIDATO Luca Fiumana RELATORE Chia.mo Prof.Ing.Luca Piancastelli Anno accademico 2010/2011 Sessione II

2 Obbiettivi del progetto : L intento è quello di elaborare il motore di un automobile affinché abbia le prestazioni necessarie da essere impiantato su un veivolo leggero ad elica.

3 Scelta del motore : Il propulsore deve possedere le seguenti peculiarità per sodisfare e garantire le specifiche del caso : Leggero, Versatile alle modifiche, Erogare la potenza minima richiesta, Pronto, Economico, Consumi ristretti. Motore FIAT 1300 m-jtd

Motore FIAT 1300 M-jtd SCHEDA TECNICA: Tipo Diesel DI "Common Rail" Numero cilindri 4 in linea Cilindrata 1.

4 Motore FIAT 1300 M-jtd SCHEDA TECNICA: Tipo Diesel DI "Common Rail" Numero cilindri 4 in linea Cilindrata (cm3) Alesaggio x Corsa 69,6 x 82,0 (mm) Testa cilindri a 4 valvole Turbocompressore a geometria fissa Potenza 75 (cv) Coppia 180(Nm) Sistema di iniezione Common Rail 1400 bar

5 ESPERIENZA IN HANGAR : - MONTAGGIO DEL BLOCCO MOTORE FIAT 1300 E PESA TRAMITE CELLA DI CARICO PESO BASAMENTO PRIVO DI AUSILIARI = 84,2 Kg OK!!

6 Elaborazione potenza: TURBINA ORIGINALE FIAT 75 CV MERCEDES 200 CV

7 Elaborazione potenza: ASPIRAZIONE PLASTICA AVIONAL

8 Elaborazione potenza: SCARICO LEGA DI FERRO INCONEL

9 VERIFICHE DEI COMPONENTI : 1) VERIFICA ASPIRAZIONE : Materiale utilizzato : AVIONAL (serie 2024 T3) Motivazione scelta : leggero; buono per laminazione; discreta saldabilità; ottima resistenza fino ai 300 C.

10 _VERIFICA ASPIRAZIONE, SPESSORE 4 mm, ALLA PRESSIONE DI 6 bar CSmin = 7,3 OK!!

11 2) VERIFICA SCARICO : Si abbandona l'idea di usare l'alluminio siccome la temperatura dei gas raggiunge i 750 C e il materiale ha un punto di fusione prossimo a tale valore. Materiale alternativo proposto : INCONEL 718 ( lega nickel-ferro-cromo ) Caratteristiche : eccellente resistenza alla corrosione alle alte temperature ; buone proprietà meccaniche e resistenza a fatica ; elevati valori di rottura fino a 700 C ; resistenza all'ossidazione fino a 1000 C ; buona lavorabilità e saldabilità.

12 _VERIFICA SCARICO A REGIME (750 C), SPESSORE 2 mm, ALLA PRESSIONE DI 6 bar CSmin = 3,5 OK!!

turbina ; P1 = massa collettore x g x 6 ; P2 = massa turbina x g x 6 ; Mf1 = L1 x

13 3) VERIFICA DELLE VITI ALLO SCARICO : Schema del modello basamento-scarico-turbocompressore : Ft = forza esercitata dalla pressione della turbina ; P1 = massa collettore x g x 6 ; P2 = massa turbina x g x 6 ; Mf1 = L1 x P1 ; Mf2 = L2 x P2 ; Mt = P2 x ( Xgt Xg ). Si considera un accelerazione massima pari a sei volte quella di gravità.

14 A) Verifica viti al basamento M10 : Calcolo della risultante di taglio : Rt = P1+ P2 [ + n Mt(Xg- X2) ] 2 +[ Mt(Yg-Y2) ] 2 Sri 2 Sri 2 Calcolo della risultante normale di trazione : Rn = Ft n + (Mf1+ Mf 2)* H2 SYi 2 Forza iniziale di serraggio della vite : Fi = Rn+ Rt z*m Forza esercitata dal serraggio della vite : F = s p*p *dn2 4 Essendo : F > Fi, l accoppiamento è garantito correttamente, si procede dunque con il calcolo del coefficiente di sicurezza e con la verifica tramite software al calcolatore.

15 Calcolo della forza totale agente sulla vite : Fb = F + 0,25 x Rn Tensione massima sullo stelo della vite : Verifica tramite coefficiente di sicurezza : Riscontro del risultato al calcolatore : s = Fb* 4 p * dn 2 CS= s s s =1,3 CSpc = 1,1 ACCETTABILE!

B) verifica viti flangia M8 : Calcolo delle forze e dei momenti : P2t = P2 x cos (Φ) ; P2n = P2 x sin (Φ) ; Ft = forza esercitata dalla pressione ; Mfx1 = P2t x D ; Mfx2 = P2n x H.

16 B) verifica viti flangia M8 : Calcolo delle forze e dei momenti : P2t = P2 x cos (Φ) ; P2n = P2 x sin (Φ) ; Ft = forza esercitata dalla pressione ; Mfx1 = P2t x D ; Mfx2 = P2n x H. Calcolo della risultante di taglio : Rt' = P2t n'* z'*m Calcolo della risultante normale : Rn' = P2n+ Fp n' + (Mfx1+ Mfx2)*Y2 SYi ' 2 Si trova così la forza iniziale di serraggio : Fi = Rn + Rt s p*p * dn'2 Calcolo della forza esercitata dal serraggio : F ' = > Fi OK!!! 4

17 Calcolo della forza totale agente sulla vite : Fb = F + 0,25 x Rn Tensione massima sullo stelo della vite : Verifica tramite coefficiente di sicurezza : Riscontro del risultato al calcolatore : s ' = Fb'* 4 p *dn' 2 CS' = s s s ' =1,3 CSpc = 1,2 ACCETTABILE!

18 Rappresentazione del prototipo :

19 Rappresentazione del prototipo :

20 CONCLUSIONI E OSSERVAZIONI : I risultati analitici comparati con quelli elaborati dal software confermano l attitudine del modello a resistere e a garantire, l affidabilità richiesta, durante le fasi di volo più complesse. Uno step successivo del progetto potrebbe riguardare l alleggerimento del basamento e degli ausiliari e l impiego di leghe super leggere per carter e bulloni in modo da incrementare il rapporto potenza/peso.

21 CONCLUSIONI E OSSERVAZIONI : Stima del peso/masse totale del motore avio 84.2 kg il motore kg il turbocompressore + 3 kg manifold aspirazione 3.5 scarico inconel 12 kg il riduttore Totale 110 kg..!!!!

22 CI SONO DOMANDE??????

23 CI SONO DOMANDE?????

Documenti analoghi

Studio monodimensionale del motore FIAT 2.0 Multijet Avio

ALMA MATER STUDIORUM UNIVERSITÀ DI BOLOGNA Seconda Facoltà di Ingegneria Sede di Forlì CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA AEROSPAZIALE A.A. 2009-2010 Studio monodimensionale del motore FIAT 2.0 Multijet Avio