Presentazione di PowerPoint

ARCHITETTURA MOTORE
EQUILIBRATURA E 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
Architettura motore
ARCHITETTURA MOTORE
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
DINAMICA DEL MANOVELLISMO
EQUILIBRATURA E ARCHITETTURA MOTORE
Architettura motore
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
x  l  r  ( l cos   r cos q )
x  l  r  ( l 1  sen2  r cos q )
A
p
l
X
l  sen  r  sen


r
l
q
r
 1

x  r 1   ( 1  1  2 sen2q )  cos q 
 

spostamento
3
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
 1

2
2
x  r 1   ( 1  1   sen q )  cos q 
 

A
p
l
X

q
 sen cos 

dx
 r
 sen 
d
 1  2 sen2

dx


v
  r  sen2  sen 
d
2

r
velocita’
4
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
PMI
Spostamento
PMS
PMS
Velocità
Architettura motore
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
Spostamento
Velocità
V=r
PMS
PMI
Architettura motore
V=r
PMS
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
A
dx


v
  r  sen2  sen 
d
2

p
l
X

accelerazione
q
dv d


2 
a
  r cos   cos 2 
d dt
2


r
7
CINEMATICA DEL MANOVELLISMO
Velocità
PMS
Accelerazione
PMI
Architettura motore
PMS
DINAMICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
FORZE AGENTI SUL
MANOVELLISMO:
F  pA
A
F gas  NOTA
p
l
X

F attrito  NON CONSIDERATA
F inerzia  VALUTARE
q
r
Lavoro
C ind 
pdV  C ind  d
pdV
dx
 pA
d
d
dx
d
9
DINAMICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
F  pA
FORZE DI INERZIA:
A
p
1) MOTO ALTERNO (pistone)
l
X
2) MOTO ROTATORIO (manovella)

3) MOTO ROTO-TRASLATORIO (biella)
q
r
Fa  mp a 2 r  cos 2  cos  
10
FORZE ALTERNE DI INERZIA
Forze alterne di inerzia
Fa  FaI  FaII
Le forze del secondo ordine sono di
ampiezza  volte inferiore
L’entità delle forze dipende da:
1 – massa del pistone
2 – corsa
3 – velocità di rotazione
Riduzione delle Forze di Inerzia
Ridurre la massa  riduce res.
Meccanica
Ridurre la corsa  aumenta
alesaggio (peso / sez. valvole)
Architettura motore
DINAMICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
F  pA
FORZE DI INERZIA:
A
p
1) MOTO ALTERNO (pistone)
l
X
2) MOTO ROTATORIO (manovella)

3) MOTO ROTO-TRASLATORIO (biella)
q
r
rw  2

Fr   mm  2mw
 r
r 

12
DINAMICA DEL MANOVELLISMO
Funzione di manovellismo
F  pA
FORZE DI INERZIA:
A
p
1) MOTO ALTERNO (pistone)
l
X
2) MOTO ROTATORIO (manovella)

3) MOTO ROTO-TRASLATORIO (biella)
q
mba  mbr  mb
r
mba X1  mbr X 2
mba X 12  mbr X 22  J '  J Z
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MOTO ROTO-TRASLATORIO DLLA BIELLA
Determinazione delle masse alterna e rotante della biella
Architettura motore
DINAMICA DEL MANOVELLISMO
RIASSUMENDO:
F  pA
A
masse alterne concentrate nel punto A:
malt  m p  mba
p
l
X
pistone + piede di biella

masse rotanti concentrate nel punto B:
q
mrot  mm  mbr
r
manovella + testa di biella
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EQUILIBRATURA
Ridurre o eliminare le vibrazioni causate da forze e momenti generati dal manovellismo
EQUILIBRATURA STATICA  la risultante delle forze deve essere nulla
Il baricentro deve appartenere all’asse di rotazione
EQUILIBRATURA DINAMICA  la risultante dei momenti delle forze deve essere nulla
Albero con più di due manovelle, simmetrico rispetto all’asse e staticamente equilibrato
Fr
Forze centrifughe
Mr
Momento delle Forze centrifughe
FaI
Forze alterne I ord
MFI
Momento delle Forze alterne I ord
FaII
Forze alterne II ord
M F II
Momento delle Forze alterne II ord
a
a
Architettura motore
EQUILIBRATURA monocilindrico
Fr
Forze centrifughe
100 % mediante contrappesi
FaI
Forze alterne I ord
50 % mediante contrappesi
50 % alberi controrotanti
FaII
Forze alterne II ord
Solo con alberi ausiliari
I momenti risultano nulli
E
A
C
Architettura motore
S
EQUILIBRATURA bicilindrico
Primo cilindro
F
a
FaI
FaI  0
E
MFI
I
a
A
FaII raddoppiano
Secondo cilindro
E
S
S
C
A
C
E
C
Architettura motore
S
A
EQUILIBRATURA bicilindrico
Primo cilindro
I
a
F
E
I
a
F
Equilibratura
come il
monocilindrico
A
S
C
Secondo cilindro
Fr
Forze centrifughe
FaI
Forze alterne I ord
100 %
50 %
E
Regolarità di coppia: 1 fase utile ogni giro
S
Architettura motore
A
C
EQUILIBRATURA bicilindrico
Primo cilindro
E
MFI
I
a
F
a
FaI
A
FaI  0
S
C
Secondo cilindro
FaII  0
Regolarità di coppia: 1 fase utile ogni giro
E
S
Architettura motore
A
C
EQUILIBRATURA 4 cilindri in linea
Primo
E
A
FaI
S
C
FaI
MFI
a
Secondo
E
FaI
FaI
MFI
a
S
A
C
Terzo
Motore regolare: 1 fase utile ogni 180°
E
FaI  0
S
C
MFI  0
A
Quarto
a
FaII  0
E
S
Architettura motore
A
C
EQUILIBRATURA 6 cilindri in linea
Motore molto regolare: 1 fase utile ogni 120°
6
FaI  0
Le forze sono
complanari e
contrapposte
MFI  0
a
FaII  0
5
M F II  0
a
4
1
3
2
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
Architettura motore