Lorenzo Caffar 3^ AER D 11.10.2018
RIDUTTORE
1. Introduzione
Il riduttore applicato al motore stellare Alfa 125 a 9 cilindri. Questo tipo di motore ha cilindri di numero dispari ed i pistoni sono di forma elicoidale per compensare le sollecitazioni assiali. La combustione del carburante all’interno della camera a scoppio avviene in un dato ordine (1,3, 5, 7,9, 2,4, 6,8, 1,3 … ecc).
Ogni pistone ha una propria biella ognuna delle quali permette di trasmettere il proprio moto all’albero motore singolarmente. Infatti le bielle trasmettono il loro moto alla biella madre (che è una biella più grossa delle altre). A questo punto il movimento viene trasmesso all’albero motore da cui passa all’albero a manovella. In quest’ultimo si trova il primo ruotismo del riduttore
caratterizzato da satelliti planetari, nocciolo, giunto ed albero cardanico.
Questo sistema di ingranaggi elicoidali assume la funzione di diminuire il numero di giri dell’elica rispetto all’albero motore. Ciò è necessario poichè se l’elica girasse alla velocità del albero motore, si verificherebbero fenomeni di cavità, ovvero all’estremità dell’elica l’aria viene compressa ecc essivamente e quindi non si verificherebbe trazione da parte dell’elica.
2. Cenni teorici
Composizione del riduttore
Ruota interna (S) – Solare
Ruota esterna (C) - Corona
Ruote intermedie (P)- Satelliti
Con questo tipo di rotismo, movimentando o bloccando le varie ruote si possono avere tipi di
funzionamento molto diversi.
Particolari di un rotore di un elicottero
Gli ingranaggi ed il numero di denti che compongono il riduttore
Foto dei componenti
Corona
Satelliti
Dispositivo di controllo del funzionamento del riduttore
Culatta
Componenti e alette di rafreddamento
La testata del motore è composta dai seguenti elementi:
• 4 valvole (due di scarico e due d’espansione) utilizzate da molti anni nel campo aeronautico;
• 3 candele poste ai lati della camera a scoppio in modo tale da poter ottenere lo stesso rendimento dei cilindri in qualsiasi assetto di volo ed in ogni cilindro.
Ogni testata viene raffreddata dall’aria. Su ogni testata quindi sono presenti delle alette di
raffreddamento, all’interno del motore. All’aumentare del numero delle alette di raffreddamento in ogni testata diminuisce la temperatura, fino ad un cero punto. Da grafico riportato qui sotto
dimostra che il raffreddamento della testata aumenta con l’aumentare del numero di alette.
In questo grafico nelle ordinate si riporta il calore e nelle ascisse il numero di alette utilizzate.
Nel punto A viene indicato il numero ottimale, quindi il numero delle alette necessarie da disporre per disperdere il calore in modo uniforme. Si può osservare che dopo il punto A la temperatura della testata torna ad aumentare poiché anche il calore da disperdere e sempre maggiore.
Riduttore
Il riduttore è composto da un primo ruotiistmo solidale all’albero a manovella. Inoltre sono presenti i satelliti, il nocciolo, il giunto ed infine l’albero cardanico. Il moto si trasferisce dall’ingranaggio più grande, al solidale all’albero a manovella, a quello più piccolo, infine il moto viene trasferito per mezzo di satelliti. Dal disegno 1.1 ingranaggio C è più grande dell’ingranaggio B. Infatti il primo ha 57 denti mentre il secondo ne ha 30. Per conoscere il rapporto di de moltiplicazione di questo riduttore bisogna utilizzare la seguente formula:
Rapporto di de moltiplicazione =numero di giri ingranaggio piccolo numero di giri ingranaggio grande
Da questa operazione si osserva che più diminuisce il numero dei denti dell’ingranaggio finale è più piccolo diventa il rapporto di demoltiplicazione. Si presentano, infatti, diversi gruppi di riduzione intercambiabili a seconda dell’utilizzo. Da questo dispositivo di riduzione possiamo gestire la portata del motore secondo la velocità.
Il motivo per il quale nel riduttore in esame il rapporto di demoltiplicazione e di 0,655 è:
Se viene tenuto conto della ruota B che ha 30 denti e la ruota C che ne ha 57, ad una rotazione della ruota B corrisponde una rotazione della ruota C+3057 , ecco il motivo per per il quale si può scrivere:
numero di giri dell’ingranaggio piccolo
A
0 1 2 3 4 5 6
0 2 4 6 8 10 12
Raffreddamento delle alette
Calore non disperso
N° alette
3. Parametri di prova e procedura di prova
Calcolo del rapporto di demoltiplicazione
Se supponiamo che l’elica facesse una sola rotazione possiamo ricevere la seguente relazione:
𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔
+
3057
=
11
+
3057 = 0,655
3. Risultati
Calcolo della cilindrata
In un cilindro la cilindrata è data dall’alesaggio x la camera e si moltiplica per il numero di cilindri per ottenere la cilindrata del motore.
In questo caso si ha: numero cilindri=13 Alesaggio= 14 cm² x 𝜋𝜋
4 = 153,86 𝑐𝑐𝑐𝑐2 Corsa = 26 cm
C = 26 × 153,86 = 4000,36 cm³ C tot = 4000,36 × 13 = 52.004, 68 cm³
3. Conclusioni
In questo smontaggio dei vari pezzi abbiamo capito come si costruisce un riduttore e quali sono i suoi componenti necessari per la costruzione.
Infine ricordiamo che oltre al tipo di riduttore per aerei nel campo aeronautico vengono usati anche riduttori per elicotteri con motore a turbina i quali hanno una struttura abbastanza diversa.
