Ottimizzazione di un motore Ottimizzazione di un motore

aeronautico Diesel a due aeronautico Diesel a due

tempi sovralimentato per latempi sovralimentato per la

prototipazioneprototipazione

Alma Mater Studiorum Alma Mater Studiorum –– UniversitUniversitàà di Bolognadi Bologna

Corso di laurea in Ingegneria MeccanicaCorso di laurea in Ingegneria Meccanica

A.A. 2005/2006 A.A. 2005/2006 –– 11 dicembre 200611 dicembre 2006

Candidato : Dario Gasparri Relatore : Prof. Ing. Luca Piancastelli

ObiettivoObiettivo

Realizzare un motore aeronauticomotore aeronautico per

velivoli ultraleggeriultraleggeri che non necessiti di

manutenzionemanutenzione

Utilizzo medio : 50 ore / anno

Vita prevista del motore : 1000 ore

SpecificheSpecifiche

�� rapporto pesorapporto peso--potenza: potenza 60 potenza: potenza 60 kWkW e peso 60 e peso 60 kgkg

�� ingombro contenuto ingombro contenuto

�� assenza di manutenzione per tutta la vita previstaassenza di manutenzione per tutta la vita prevista

�� architettura semplice architettura semplice

�� costo di produzione adeguato alla fascia di utenti costo di produzione adeguato alla fascia di utenti che si intende soddisfareche si intende soddisfare

Soluzioni adottateSoluzioni adottate

�� Ciclo a due tempiCiclo a due tempi

�� Sovralimentazione Sovralimentazione

�� Lubrificazione a Lubrificazione a

gasolio gasolio

�� Struttura sempliceStruttura semplice

�� Buona potenzaBuona potenza

�� Basso rendimentoBasso rendimento

�� Riduzione del pesoRiduzione del peso

�� Complicazioni Complicazioni

strutturalistrutturali

�� Ridotta manutenzioneRidotta manutenzione

Architettura del motoreArchitettura del motore

Bicilindrico a V 180Bicilindrico a V 180°°

Doppia camera di combustioneDoppia camera di combustione

�� Due inettori per cilindro a Due inettori per cilindro a

funzionamento alternatofunzionamento alternato

�� Pompa di iniezione a 4 Pompa di iniezione a 4

pompantipompanti

�� Il motore ruota a 5600 Il motore ruota a 5600

rpmrpm

�� La pompa ruota a 2800 La pompa ruota a 2800

rpmrpm

Lubrificazione a gasolioLubrificazione a gasolio

Il gasolio commerciale contiene 0,2 % di olioIl gasolio commerciale contiene 0,2 % di olio

�� Assenza serbatoio olio (leggerezza)Assenza serbatoio olio (leggerezza)

�� Non sono necessari rabbocchi periodici Non sono necessari rabbocchi periodici (sicurezza)(sicurezza)

�� Utilizzo di cuscinetti volventiUtilizzo di cuscinetti volventi

Lubrificazione a gasolioLubrificazione a gasolio

� per la lubrificazione viene utilizzato il 4 % del

gasolio consumato

� gli organi lubrificati sono i cuscinetti delle parti

racchiuse nel carter pompa

� il getto di gasolio è indirizzato alle piste dei

cuscinetti

� i corpi volventi espellono il gasolio in eccesso

� il getto ha velocità di 10m/s per vincere le

turbolenze

SovralimentazioneSovralimentazione

�� Compressore centrifugo bistadio Compressore centrifugo bistadio

�� 10000 rpm10000 rpm

�� Diametro esterno della girante 19,7 cmDiametro esterno della girante 19,7 cm

�� Pressione di uscita dal compressore: 2 bar Pressione di uscita dal compressore: 2 bar

�� Rendimento volumetrico del carter pompa: Rendimento volumetrico del carter pompa:

1,25 1,25

�� Pressione allPressione all’’entrata nel cilindro: 2,5 bar entrata nel cilindro: 2,5 bar

SovralimentazioneSovralimentazione

�� Riduzione della cilindrata fino a 950 ccRiduzione della cilindrata fino a 950 cc

�� Contenimento del pesoContenimento del peso

�� Evita la formazione di ghiaccio nei condottiEvita la formazione di ghiaccio nei condotti

�� Aumenta la complessitAumenta la complessitàà strutturalestrutturale

Sistema di scaricoSistema di scarico

Soluzione tradizionale

Molto efficace

Molto ingombrante : 1,250 m

Sistema di scaricoSistema di scarico

�� LeggeraLeggera

�� CompattaCompatta

�� Facile da mettere Facile da mettere

a puntoa punto

Valvola rotante

Sistema di scaricoSistema di scarico

�� Collettore: genera unCollettore: genera un’’onda riflessa che onda riflessa che

risale lo scarico e favorisce lrisale lo scarico e favorisce l’’espulsione dei espulsione dei

fumifumi

�� Valvola rotante: genera unValvola rotante: genera un’’onda riflessa che onda riflessa che

limita llimita l’’uscita di aria fresca dal cilindro uscita di aria fresca dal cilindro

Sistema di scaricoSistema di scarico

Vista complessivaVista complessiva

ConclusioniConclusioni� La sovralimentazione, la doppia camera di combustione,

l’utilizzo di gasolio come carburante innalzano il livello di sicurezza

� La manutenzione è assente per il ciclo di vita previsto

� Il sistema di lubrificazione a gasolio è realizzabile e si dimostra non dispendioso: solo il 4-6% del consumo orario

� I costi di produzione sono contenuti

� E’ possibile ottenere la potenza desiderata di 60 kW

� Gli ingombri sono ridotti: 550 (L) x355 (h) x 484 (p) mm

� Il peso, comprensivo di ausiliari e riduttore, è stimato in 61 kg