EQUILIBRATURA E ARCHITETTURA MOTORE Forze alterne e ...€¦ · sono le cause dello squilibrio di...

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

Forze alterne e rotanti, momenti risultanti che variano periodicamente

sono le cause dello squilibrio di un motore

Scelta del numero e disposizione dei cilindri

EQUILIBRATURA E ARCHITETTURA MOTORE

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

CINEMATICA DEL MANOVELLISMO

DINAMICA DEL MANOVELLISMO

EQUILIBRATURA E ARCHITETTURA MOTORE

3

Funzione di manovellismo

l

Ap

r

q

)cosrcosl(rlx q

X

senrsenl

)cosrsenl(rlx q 21

l

r

spostamento


qq

cos)sen(rx 2211

11

4


l

Ap

r

q

X

velocita’

sen

sen

cossenr

d

dx

221


sensenr

d

dxv 2

2

qq

cos)sen(rx 2211

11


Architettura motore

Velocità

Spostamento

PMS PMS

PMI

Architettura motore

Velocità

Spostamento

PMS PMSPMI

V=r

V=r


7


l

Ap

r

q

X

accelerazione


sensenr

d

dxv 2

2

2

22 coscosr

dt

d

d

dva

Architettura motore

Accelerazione

Velocità

PMSPMS

PMI


9


l

Ap

r

q

X

Lavoro dCpdV ind

d

dxpA

d

pdVC ind

d

dx

pAF


FORZE AGENTI SUL

MANOVELLISMO:

F gas NOTA

F attrito NON CONSIDERATA

F inerzia VALUTARE

10


l

Ap

r

q

X

pAF


FORZE DI INERZIA:

1) MOTO ALTERNO (pistone)

2) MOTO ROTATORIO (manovella)

3) MOTO ROTO-TRASLATORIO (biella)

coscosramF pa 22

Architettura motore

Forze alterne di inerzia

II

a

I

aa FFF

L’entità delle forze dipende da:

1 – massa del pistone

2 – corsa

3 – velocità di rotazione

Le forze del secondo ordine sono di

ampiezza volte inferiore

Riduzione delle Forze di Inerzia

FORZE ALTERNE DI INERZIA

Ridurre la massa riduce res.

Meccanica

Ridurre la corsa aumenta

alesaggio (peso / sez. valvole)

12


l

Ap

r

q

X

pAF


FORZE DI INERZIA:




rr

rmmF wwmr

22

13


l

Ap

r

q

X

pAF


FORZE DI INERZIA:




bbrba mmm

21 XmXm brba

Z'

brba JJXmXm 22

21

Architettura motore

Determinazione delle masse alterna e rotante della biella

MOTO ROTO-TRASLATORIO DLLA BIELLA

15

RIASSUMENDO:

l

Ap

r

q

X

pAF


masse alterne concentrate nel punto A:

masse rotanti concentrate nel punto B:

bapalt mmm

brmrot mmm

pistone + piede di biella

manovella + testa di biella

EQUILIBRATURA

Architettura motore

Ridurre o eliminare le vibrazioni causate da forze e momenti generati dal manovellismo

EQUILIBRATURA STATICA la risultante delle forze deve essere nulla

EQUILIBRATURA DINAMICA la risultante dei momenti delle forze deve essere nulla

Il baricentro deve appartenere all’asse di rotazione

Albero con più di due manovelle, simmetrico rispetto all’asse e staticamente equilibrato

rF

I

aF

II

aF

rM

IaF

M

IIaF

M

Forze centrifughe

Forze alterne I ord

Forze alterne II ord

Momento delle Forze centrifughe

Momento delle Forze alterne I ord

Momento delle Forze alterne II ord

EQUILIBRATURA monocilindrico

Architettura motore

100 % mediante contrappesirF Forze centrifughe

I

aF Forze alterne I ord 50 % mediante contrappesi

50 % alberi controrotanti

II

aF Forze alterne II ord Solo con alberi ausiliari

I momenti risultano nulli

AC

E

S

EQUILIBRATURA bicilindrico

Architettura motore

AC

E

S

AC

E

S

Secondo cilindro

Primo cilindro

I

aF

I

aF

IaF

M

AC

E

S

0I

aF

II

aF raddoppiano


Architettura motore

AC

E

S

Secondo cilindro

Primo cilindro

I

aF I

aF

AC

E

S

Equilibratura

come il

monocilindrico

100 %rF Forze centrifughe

I

aF Forze alterne I ord 50 %

Regolarità di coppia: 1 fase utile ogni giro


Architettura motore

AC

E

S

Secondo cilindro

Primo cilindro

I

aF

I

aF

IaF

M

0I

aF

0II

aF

Regolarità di coppia: 1 fase utile ogni giro

AC

E

S

EQUILIBRATURA 4 cilindri in linea

Architettura motore

AC

E

S

Secondo

Primo

I

aF

I

aFI

aFM

0I

aF

0II

aF

I

aF

I

aF IaF

M

Motore regolare: 1 fase utile ogni 180°

0IaF

M

AC

E

S

AC

E

S

AC

E

S

Terzo

Quarto

Architettura motore

1

2

3

4

5

6

EQUILIBRATURA 6 cilindri in linea

0I

aF

0II

aF

0IaF

M

Motore molto regolare: 1 fase utile ogni 120°

0IIaF

M

Le forze sono

complanari e

contrapposte

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

BMW M3 V8

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

Volksvagen Passat W8

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

9 cilindri W sviluppati su 3 bancate da 3 cilindri

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

Audi W12

ARCHITETTURA MOTORE

Architettura motore

Volksvagen W12

12 cilindri sviluppati su 4 bancate

da 3 cilindri

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