ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA

FACOLTA’ DI INGEGNERIA, CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELLE COSTRUZIONI MECCANICHE, NUCLEARI, AERONAUTICHE E

DI METALLURGIA

TESI DI LAUREA

in

Laboratorio di disegno meccanico T

STUDIO OTTIMIZZAZIONE DI UN MOTORE QUATTRO TEMPI A

CARBURATORE PER PARAPENDIO

CANDIDATO: RELATORE:

Giacomo Senserini Chiar.mo Prof. Luca Piancastelli

Anno Accademico 2010/11

Sessione II

IL MONOCILINDRICO DI PARTENZA

Rapporto di compressione 12,9 : 1

Potenza 18,3 kW (25 CV) @ 9000 rpm.

Carburatore

Raffreddamento a liquido.

La cilindrata è pari a 249 cm3

alesaggio 78

corsa 52,2

Il motore è ad accensione

comandata quattro tempi, con

quattro valvole e sistema di

distribuzione realizzato tramite

doppio albero a camme in testa.

OBIETTIVI PERSEGUITI

• peso di tutto l’impianto più contenuto possibile

• costi contenuti

• affidabilità

IL SISTEMA DI DISTRIBUZIONE

I SISTEMI AUSILIARI: LA POMPA DELL’ACQUA

I SISTEMI AUSILIARI: LA POMPA DELL’OLIO

•Ridimensionamento d'insieme,

•Modifica dell'albero per ospitare la ruota dentata

•Costruzione delle slitte sulla carcassa posteriore, in corrispondenza degli estremi delle

sedi per le tre viti di fissaggio, per il tiraggio della cinghia.

IL TENSIONAMENTO DELLA CINGHIA

Per realizzare il tiraggio occorre anzitutto

posizionare la pompa dell'olio verso sinistra, avvitare senza

serrare i dadi superiori e introdurre la vite mordente inferiore

con la testa dal lato del coperchio. Traslata la pompa verso

destra, a cinghia montata, è possibile serrare completamente i

due bulloni e la vite ottenendo il voluto tiraggio.

L’EQUILIBRATURA

Il motore di partenza presenta gli evidenti problemi di squilibratura tipici dei monocilindrici

che possono però essere risolti cercando di emulare l’ottimale condizione di un bicilindrico a

v di 90°. In condizione di pari massa dei due pistoni e a parità di bielle l'albero risulta

perfettamente equilibrato se si dimenticano le forze alterne del secondo ordine, ed è in questa

direzione che si è cercato di volgere l'impostazione del monocilindrico. Sebbene possa

suonar male, non avendo a disposizione nessuna coppia di pistoni e bielle, è proprio un

particolare bicilindrico ciò che verrà realizzato. Al posto di una biella analoga a quella di cui

si dispone, si è realizzato una biella di pari lunghezza, simmetrica rispetto all'anello

dell'albero e in grado di accoppiarsi con una particolare forcella, il cui unico scopo è quello

di emulare la massa del pistone. Il discorso è lievemente più complesso di quanto appena

esposto, in quanto una biella simmetrica rispetto all'asse di mezzeria non può presentare una

massa pari a quella tradizionale, non certo simmetrica, del vero cilindro. Il problema si può

risolvere con una certa facilità andando a lavorare sulle masse totali delle parti terminali

delle bielle a disposizione. In particolare si deve far sì che la somma delle masse del pistone

e un terzo della lunghezza della relativa biella sia pari a quella della forcella e dell'analogo

terzo della biella simmetrica. Così facendo, dal punto di vista dell'equilibratura ci troviamo

di fronte a un puro bicilindrico a v che presenta la risultante delle forze alterne del primo

ordine pari a zero.

IL FALSO BICILINDRICO: ALBERO E CARTER

IL FALSO BICILINDRICO: BIELLA E FORCELLA

IL FALSO BICILINDRICO: IL PRIMO COPERCHIO

IL FALSO BICILINDRICO: IL SECONDO COPERCHIO

La seconda soluzione si basa sul fatto che i manicotti, grazie alla loro forma cilindrica,

possono essere facilmente installati all'interno di un tubo a sezione circolare. Sfruttando

come base un coperchio vi sono saldati i due tubi entro i quali inserire i manicotti. Per

questi ultimi il riferimento assiale da una parte è stato realizzato tramite spallamento,

internamente con un anello elastico su apposita gola. Non potendo chiudere

superiormente i tubi (per non avere una eccessiva compressione in testa) e non potendoli

lasciare aperti per via del lubrificante, sono stati ripiegati ad 'u' e immessi nel coperchio.

L’INTRODUZIONE DELL’ELICA: IL REGGISPINTA

Per l’introduzione dell’elica è stato sfruttato l’albero della distribuzione che riceve il moto

dalla cinghia sul quale si è resa necessaria l'installazione di un cuscinetto reggispinta od un

omologo.

Nella prima soluzione proposta si è fatto riferimento ad un cuscinetto assiale obliquo a

sfere a doppio effetto della Skf, che, a differenza dei normali reggispinta, viene riferito

sulla sede tramite l'anello centrale, mentre sull'albero la posizione assiale viene garantita

serrando gli anelli esterni delle due corone di sfere.

Il riferimento sull'albero è stato predisposto tramite un distanziale da una parte e con una

ghiera con rosetta di sicurezza dall'altra. La parte terminale dell'albero su cui si installa

l'elica è stata realizzata con un profilo scanalato di diametro leggermente inferiore al resto

dell'albero.

L’INTRODUZIONE DELL’ELICA: IL CUSCINETTO OBLIQUO

In questa soluzione viene utilizzato un cuscinetto obliquo tradizionale

a due corone di sfere. La sede per esso predisposta è stata realizzata

nella parte terminale di una estrusione realizzata nel coperchio della

distribuzione.

Internamente il cuscinetto

obliquo è riferito mediante un

sistema di distanziali e due

ghiere di serraggio mentre

per l'anello esterno è dedicato

un coperchio fissato con

quattro viti alla sommità del

'naso' ospitante il cuscinetto

stesso.

CONCLUSIONI

Massa=

(come da originale carter cilindro

Testa e coperchi alluminio) 15,5 kg

Ingombri

L = 410

B = 280

H = 500