STUDIO DI MASSIMA DELLA TESTATA DI UN MOTORE DIESEL PLURINIETTORE AD ALTISSIME PRESTAZIONI Tesi di laurea di: Relatore: Valerio Angelini Prof. Ing. Luca Piancastelli Correlatore: Dott. Ing. Cristina Renzi
OBIETTIVI DELLA TESI Realizzare una testata per un motore a ciclo diesel di grande potenza per uso aeronautico Sviluppare un propulsore che abbia 400 CV per cilindro per 48 cilindri per raggiungere una potenza complessiva di 19200 CV ad un regime di rotazione di 10000 rpm Ottenere un motore leggero e una elevata affidabilità
Motivazione per un motore diesel avio Sicurezza (Ridotta infiammabilità) Economia d esercizio (Alti rendimenti e basso costo carburante) Rapporto massa/potenza favorevole Rapporto potenza/peso migliore rispetto alla maggioranza dei motori alternativi attualmente certificati Il peso del motore e del carburante minore rispetto ad un turboelica
VINCOLI PROGETTUALI Alesaggio del cilindro minore o uguale a 150mm Presenza di 4 iniettori per cilindro e conseguente posizionamento delle camere di combustione Disposizione di quattro valvole in testa
DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DEL PISTONE Il problema maggiore è stato quello di trovare una disposizione degli iniettori che mi permettesse di realizzare le camere di combustione ricavate nel cielo del pistone Per aumentare la superficie a disposizione per le camere è stata scelta una particolare geometria del pistone detta a tetto
DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DEL PISTONE Con tale configurazione si è scelto di disporre gli iniettori in posizione laterale in modo da sfruttare al massimo gli spazi Le camere di combustione risultano comunque inevitabilmente intersecate in una geometria che descrive un otto
REALIZZAZIONE DELLA TESTATA Realizzazione del guscio esterno tramite colata in sabbia Andamento verticale dei condotti d aspirazione e scarico Inclinazione delle valvole di 45 rispetto all asse del cilindro Supporti per gli alberi a camme in posizione laterale Presenza di camicie di deflusso per fluido refrigerante
IL COPERCHIO Il coperchio viene realizzato in un secondo momento e poi assemblato tramite viti prigionieri Bordi laterali del coperchio rialzati di 14 mm in previsione del carter di distribuzione Foratura del coperchio per permettere l attacco dei collettori d aspirazione e scarico tramite viti M8
CIRCUITO DI RAFFREDDAMENTO A causa dello stress termico la parte più bassa della testata risulterà completamente immersa nel fluido refrigerante in modo da limitarne la temperatura Il fluido refrigerante scorre attraverso il condotto e fuoriesce dagli ugelli il cui diametro verrà scelto in base alle necessità di raffreddamento della testa e al grado di refrigerazione
CIRCUITO DI RAFFREDDAMENTO La parte iniziale e finale del condotto è filettata per poter avvitare il dado di tenuta che lo porterà in battuta su una piastra appositamente avvitata nella testata.
L INIEZIONE Quattro iniettori disposti a coppie in posizione laterale Scelta d iniettori Bosch automobilistici Fissaggio assiale tramite forchette Posizionamento del rail sotto gli iniettori
CARTER E ORGANI DI DISTRIBUZIONE La distribuzione è affidata ad un doppio albero a camme disposto in posizione laterale con una camma di comando per ogni singola valvola
CARTER E ORGANI DI DISTRIBUZIONE Valvole progettate su misura con un diametro del fungo di 50 mm Inclinazione delle valvole di 45 rispetto all asse del cilindro per garantire l ortogonalità con il cielo del pistone
CARTER E ORGANI DI DISTRIBUZIONE Il carter è realizzato in polieterchetone e garantisce la tenuta dell olio di lubrificazione del gruppo di distribuzione Protegge valvole e alberi a camme da polvere ed altre impurità
ASSEMBLAGGIO FINALE L assemblaggio finale che ne deriva risulta essere semplice e di facile realizzazione I vari organi che compongono la testa sono facilmente raggiungibili e smontabili per opere di manutenzione
CONCLUSIONI La realizzazione della testata in lega di alluminio GD-AlSi9 garantisce la leggerezza necessaria per motori aeronautici La forma a tetto del pistone consente di ricavare 4 camere di combustione L aggiunta di ulteriori 2 iniettori per un totale di 4 rende possibile raggiungere i 400 CV per cilindro Il posizionamento orizzontale degli iniettori disposti a coppie permette una struttura semplice e funzionale della testata Gli alberi a camme situati lateralmente consentono di ottenere i condotti d aspirazione e scarico ad asse verticale