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STUDIO E OTTIMIZZAZIONE DI UN MOTORE PER
PARAPENDIO
CANDIDATO:
Carlo Cerretani
Alma Mater Studiorum – Università di Bologna
Facoltà di Ingegneria – Corso di laurea in Ingegneria Meccanica – A.A. 2010/2011 – Sessione II
RELATORE:
Prof. Ing. Luca Piancastelli
CORRELATORI:
Dott. Ing. Leonardo Frizziero
Dott. Ing. Simone Marcoppido
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OBIETTIVI
Convertire la testata di un motore monocilindrico 4 Tempi per
realizzare un motore bicilindrico 4 Tempi con «falso pistone» da
utilizzare per il volo sportivo con parapendio, in grado di
soddisfare i seguenti requisiti:
Bilanciare le forze d’inerzia del primo ordine;
Minimizzare le masse e gli ingombri;
Limitare i consumi rispetto ai motori in commercio.
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CARATERISTICHE DEL MOTORE DI
PARTENZA
DATI:• Alesaggio cilindro,
d = 76,8 mm
• Raggio di manovella,
r = 24,5 mm
• Potenza stimata,
P = 25 kW
• Numero di giri,
n = 9000 rpm
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ALBERO MOTORE
Ho adattato l’albero motore, allungandolo, e predisponendolo ad accogliere
la seconda biella:
Ho inoltre tagliato la maschetta ottenendo l’alloggiamento per avvitare i
contrappesi.
Nel motore di partenza i contrappesi , essendo un motore da competizione,
erano realizzati in Tungsteno risultando troppo costosi per questo studio.
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DISPOSIZIONE DEI PISTONI
Architettura del motore: bicilindrico a V a 90° (anche detto ad «L»)
Nel bicilindrico ad “L”, gli assi dei cilindri formano tra loro un
angolo γ =90° mentre le manovelle sono sfasate di un angolo δ = 0°
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BILANCIAMENTO DELLE FORZE
ALTERNE DEL I° ORDINE (a)
VALUTAZIONE MASSE:
• Gruppo 1: pistone attivo
spinotto
bronzine
biella
• Gruppo 2: falso pistone
biella
bronzine
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BILANCIAMENTO DELLE FORZE
ALTERNE DEL I° ORDINE (b)
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GEOMETRIA USATA PER
ALLOGGIARE IL «FALSO PISTONE»
Rail dell’aria
Condotto di
scarico dell’aria
Cilindro del
falso pistone
Falso Pistone o
Pistone Morto
Guide per
manicotti
(n° = 2)
Manicotti a
sfere SKF
ISO 10258
classe LBBR 10
(n° = 4)
Anello
elastico
Seeger
(n° = 2)
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TRASMISSIONEHo realizzato una trasmissione a catena, tra albero a gomiti e albero intermedio a doppio
sprocket (τ=1:1), e una trasmissione dentata tra albero intermedio e alberi a camme (τ=1:2)
al fine di:
• Ottimizzare al massimo gli spazi
• Trasmettere tutta la potenza sviluppata dal motore (aumentando lo spessore delle ruote
dentate)
• Far svolgere all’albero a camme, di mandata, anche la funzione di albero d’elica
(allungando e aumentando la sezione dell’albero a camme)
Albero a
camme
maggiorato per
accogliere
l’elica
Albero intermedio
a doppio sprocket
Trasmissione a
catena (τ = 1:1)
Tendicatena con
relative guide
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CARTER ISono partito dallo studio di un carter motociclistico con le seguenti
caratteristiche:
Tali dimensioni e pesi sono assolutamente
fuori portata per l’applicazione su
parapendio
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CARTER II
Ho realizzato quindi un carter che ha le seguenti specifiche:
Tale carter presenta degli ingombri ridotti
rispetto al precedente e una riduzione della
massa di circa il 43%
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COPERCHI
Coperchio di testa
Coperchio frontale
Coperchio Carter
Funzione coperchio di testa:
• Evitare i trafilamenti d’olio
• Accogliere i cuscinetti e il tappo dell’olio
Funzioni coperchi frontale:
• Evitare i trafilamenti d’olio
• Accogliere il cuscinetto dell’albero d’elica e
dell’albero intermedio
• Accogliere il tendicatena e le sue guide.
Funzioni del coperchio del carter:
• Sigillare il carter
• Accogliere l’alternatore
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VALUTAZIONI FINALI
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CONCLUSIONIPosso concludere di aver ottenuto un motore per parapendio che
risponde agli obiettivi richiesti, infatti è:
• Ottimamente equilibrato
• Molto compatto
• Leggero
• Con bassi consumi essendo un 4 T
SVILUPPI FUTURI
Analisi strutturale dell’albero motore
Verifica statica, verifica a fatica dell’albero d’elica
Verifica strutturale degli ingranaggi di testa
Inserimento degli organi ausiliari (pompe, radiatore, elica ecc…)