Studio monocilindrico motociclistico per avio – Lazzari
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Studio monocilindrico motociclistico per avio – Lazzari
Studio di un monocilindrico di derivazione motociclistica per applicazione aeronautica Candidato Carlo Lazzari Relatore:Prof.Ing.Luca Piancastelli Correlatore:Dott.Ing. Cristina Renzi Università degli studi di Bologna – Facoltà di Ingegneria Meccanica-Anno Accademico 2008/2009 24 luglio OBIETTIVI • Studio preliminare di un motore monocilindrico derivato dal propulsore della YAMAHA R1 versione 2002 • Garantirne l’accoppiamento al riduttore ad ingranaggi della tesi a cura dell’ Ing. Margotti IL MOTORE DI PARTENZA • • • • • • • Tipo 4 cilindri in linea, raffreddato a liquido, 4 tempi Cilindrata 998 cc Alesaggio x corsa 74 x 58 mm Rapporto di compressione 11.8 : 1 Potenza massima 111,8 kW (152 CV) a 10.500 giri/min. Coppia massima 107 Nm (10,9 kg-m) a 8.500 giri/min Lubrificazione Carter umido SPECIFICHE DI PROGETTO • Monocilindrico con potenza 50 cv a 17.000 giri/min. • Utilizzo del maggior numero di componenti e soluzioni già collaudati TESTATA • Rilevazione misure con calibro ventesimale e comparatore di : – Distanza tra le valvole e relativi angoli di moto – Interasse alberi a camme – Dimensioni sedi scorrimento bicchierini • Modellazione CAD 3D con software Solid Edge v20 CARATTERISTICHE TESTATA • Distribuzione a 5 valvole – 3 valvole di aspirazione – 2 valvole di scarico • 2 alberi a camme mossi da ruote dentate Modifiche rispetto al progetto YAMAHA • Eliminazione del sistema di post-iniezione antiinquinamento viste le minori restrizioni per gli ultraleggeri Ingresso miscela secondaria • Spostamento della candela dal lato aspirazione alla mezzeria della camera di combustione per non ripetere fedelmente la geometria YAMAHA brevettata SVANTAGGIO:tempo di accensione ritardato minor residence time della carica minor calore sviluppato quindi minore potenza Soluzione: Aumento diametro fungo della valvola di aspirazione da 23 mm a 24 mm :maggiore quantità di carica • limiti: • aumento inerzia : pericolo “sfarfallamento” • spazio a disposizione conseguente la modifica dell’anello di battuta della valvola Misure delle valvole • Valv. Aspirazione centrale: • Diametro 24 mm • Inclinazione 9,5° • Valv. Aspirazione laterali • Diametro 23 mm • Inclinazione 16,75° • Valvole di scarico • Diametro 24,5 mm • Inclinazione 11,5° valvole assemblate: Modifiche rispetto al progetto YAMAHA • • Aumento alesaggio per lieve incremento di potenza limitato ad 1 mm per limitare l’aumento delle masse in moto Nuova inclinazione scarico per ridurre perdite di carico angolo scarico negativo Alesaggio 75mm Corsa 58 mm Cilindrata 256 c.c. LUBRIFICAZIONE • Contatto albero cammeappoggio • Camma-bicchierino canale interno per lato asp. foro salita olio foro discesa olio BASAMENTO Modellazione 3D: • Basamento alto • Basamento basso RIDUTTORE Dati riduttore di partenza • • • • • • Rapporto di riduzione tra albero motore e albero elica:i=5,2 Rapporto di trasmissione tra albero motore e alberi a camme:i=2 Ingranaggio per motorino d’avviamento Ingranaggio per le pompe olio e acqua Coppie di ruote elicoidali Dimensionamento per un motore di potenza 200 CV INGRANAGGI Le ruote dentate sono state riprogettate,eliminate quelle per l’avviamento.Sempre ruote bielicoidali :+ silenziose vibrazioni Si è lasciato 1 mm tra le due ruote contro il pitting localizzato materiale :acciaio 14NiCr18 ALBERO ELICA Si mostra ora il montaggio relativo all’albero elica ,con l’albero,le ruote dentate,i cuscinetti, gli anelli Seger utilizzati per il montaggio NASO • • • • Eliminati : scatola ruota fonica alloggiamento dell’albero dello smorzatore di vibrazioni del vecchio motore accoppiato Nuovi: Alloggiamento cuscinetto albero elica Nuovo profilo per lo spostamento del motorino d’avviamento versione di partenza NUOVA VERSIONE Rivisto nella forma e alleggerito AVVIAMENTO Motore BRUSHLESS VANTAGGI: • Performante • leggero DATI MOTORE: Potenza Peso Dimensioni 720 W 253 g 41,7 X 60 mm Da alimentare con batterie tipo LIPO (litio) INGRANAGGIO del MOTORINO Necessaria riduzione di velocità tra motorino e albero motore di circa 10 volte SOLUZIONE ECONOMICA E LEGGERA:ingranaggio del mandrino di un trapano a filo Denti pignone = 4 Denti corona = 41 i=10,25 RUOTA LIBERA + CUSCINETTO A RULLINI tra l’albero motore e l’ingranaggio del motorino d’avviamento HF 1216 + HK 1212 POMPA olio e POMPA acqua Utilizzo delle pompe originali YAMAHA ridotte di un fattore 1.4 per adeguarne la portata UNICO ALBERO : leggerezza compattezza OLIO: Pompa trocoidale • + efficiente di una ad ingranaggi classici • - ingombrante ACQUA: Pompa centrifuga MONTAGGIO TOTALE Visti i componenti disegnati o modificati,si da una visualizzazione d’assieme : CONCLUSIONI In questo elaborato si è • Riprodotta architettura del progetto YAMAHA ,con modifiche per uso avio e per aggirare i brevetti • Adeguato il riduttore, con riposizionamento di motorino avviamento e ruota fonica.Ricercata la riduzione delle masse • Ottenuta la compattezza necessaria per l’uso su ultraleggeri Sviluppi futuri: • Dimensionamento albero a gomiti con verifiche di resistenza a fatica • Studio nel dettaglio di ogni componente per un alleggerimento complessivo • Ottimizzazione delle fasature valvole fine