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

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.

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

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.

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°

BILANCIAMENTO DELLE FORZE

ALTERNE DEL I° ORDINE (a)

VALUTAZIONE MASSE:

• Gruppo 1: pistone attivo

spinotto

bronzine

biella

• Gruppo 2: falso pistone

biella

bronzine

BILANCIAMENTO DELLE FORZE

ALTERNE DEL I° ORDINE (b)

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)

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

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

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%

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

VALUTAZIONI FINALI

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…)