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INTRODUZIONE
Le macchine che contengono elementi dotati di moto alternativo presentano alcuni problemi dinamici caratteristici. Molto spesso è difficile assicurare condizioni di funzionamento prive di vibrazioni come quelle che possono essere ottenute con macchine che contengano solo elementi rotanti. La maggior parte delle macchine alternative sono basate su meccanismi biella-manovella, spesso nella forma di alberi a gomiti con numerose bielle ed elementi dotati di moto alterno. In generale, tali dispositivi non possono essere equilibrati in modo esatto: le forze d’inerzia che essi esercitano sulla struttura costituiscono un sistema di forze la cui risultante non è nulla ed è variabile nel tempo. Inoltre, la configurazione geometrica effettiva del sistema formato dall’albero a gomiti, le bielle e gli elementi dotati di moto alterno può essere assai complessa da non permettere il disaccoppiamento tra il comportamento assiale, torsionale e flessionale. Tuttavia nella maggior parte dei casi le vibrazioni più pericolose sono legate a modi che sono essenzialmente torsionali. Nei motori a combustione interna inoltre, il funzionamento irregolare dovuto agli scoppi è da considerarsi come una ulteriore fonte di vibrazioni non certo trascurabile.
Questi problemi, ben noti nell’ambito dei medi-grandi motori, quali quelli per autotrazione, propulsione navale e generazione di energia elettrica, hanno assunto notevole importanza anche nel campo dei motorscooter, dove ormai si sono raggiunte cilindrate superiori a 500 cc., ma soprattutto si è arrivati a potenze superiori a 40 Kw e a coppie di notevole entità già a basso regime di giri.
Alcuni studi hanno evidenziato la possibilità che nei veicoli a due ruote, livelli troppo elevati di vibrazioni portino ad una oscillazione troppo ampia della velocità angolare
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istantanea della ruota posteriore, innescando un fastidioso ondeggiamento longitudinale del veicolo stesso. Questo fenomeno si manifesta soprattutto a bassi regimi di giri, compromettendo notevolmente il comfort di marcia di pilota e passeggero.
Come possibile sistema per abbattere le vibrazioni e migliorare il comfort di marcia può essere utilizzato uno smorzatore di vibrazioni torsionali, al quale faremo riferimento in seguito con l’appellativo di “ammortizzatore torsionale”. Il compito principale di quest’ultimo sarà quello di filtrare quelle frequenze eccitatrici che si ritengono responsabili del moto di ondeggiamento di cui sopra si è accennato.
Il presente lavoro di tesi, svolto in collaborazione con Piaggio & C. S.p.A., è finalizzato allo studio dinamico del drive train di un motore con una cilindrata di 850 cc.
In un primo momento si è sviluppato un modello matematico con cui poter affrontare in modo affidabile ed attendibile il comportamento dinamico della trasmissione. A tal fine sono stati utilizzati dei modelli a parametri concentrati. Contando sull’ausilio dei moderni calcolatori, si è cercato di inserirvi i fattori più significativi, come ad esempio le rigidezze torsionali degli alberi che collegano i vari elementi della drive line, la presenza di cinghie per la trasmissione del moto, il contributo dell’ammortizzatore torsionale. Successivamente sono state effettuate delle simulazioni in due diversi ambienti software: Simulink®, un tool applicativo del pacchetto Matlab®7.0, e MSC.ADAMS®. E’ stato deciso di utilizzare due software in modo da avere un immediato riscontro sulla bontà dei risultati ottenuti. Una ulteriore validazione dei modelli è stata possibile confrontando i risultati dalle simulazioni con i dati rilevati durante una prova sperimentale effettuata in azienda.
