La scelta e la definizione delle condizioni operative di componenti motoristici avviene ormai sempre più ricorrendo a soluzioni modellistiche. I modelli, però, per poter ben rappresentare il comportamento del componente nell’accoppiamento con il motore, richiedono la definizione dei parametri di funzionamento in maniera dettagliata. Nel caso di una pompa per la lubrificazione questo consiste nella conoscenza dettagliata della sua “caratteristica” in tutte le condizioni operative. In questo articolo si riporta la caratterizzazione sperimentale di una pompa a capsulismi installata nel circuito di lubrificazione di un nuovo motore quadricilindrico 4 tempi. Il banco prova, appositamente realizzato, permette la caratterizzazione di pompe volumetriche in termini di portata e pressione, al variare della temperatura dell’olio. Per simulare le perdite di carico del circuito reale è stata utilizzata una valvola di laminazione e la temperatura dell’olio è stata regolata grazie a un bagno termostatico nel range 30-140 °C. La pompa è stata trascinata da un motore elettrico per mezzo di una trasmissione a cinghia dentata. Il numero di giri è stato regolato con un inverter. La velocità massima di rotazione della pompa è stata di 9000 giri al minuto. La portata erogata dalla pompa è stata misurata con un misuratore di portata ad effetto Coriolis e la pressione di funzionamento è stata monitorata con trasduttori di pressione assoluta e relativa. Tutto il banco è stato automatizzato con un sistema hardware e software. La pompa testata presenta un corpo doppio con una aspirazione in comune e due mandate, che inviano olio, rispettivamente, al circuito di lubrificazione e allo scambiatore di calore. La caratterizzazione della pompa è stata condotta misurando la portata erogata al variare della pressione e del numero di giri, mantenendo costante la temperatura dell’olio. Tutte le prove sono state condotte in condizioni stazionarie di numero di giri, pressione e temperatura olio, mostrando un buon comportamento della pompa nelle situazione testate: infatti il rendimento volumetrico si è mantenuto all’interno di valori accettabili, evidenziando brusche dimunizioni solo al di fuori delle normali condizioni operative del motore. Inoltre sono stati caratterizzati, sempre in termini di portata e pressione, il filtro dell’olio e la valvola di massima pressione del circuito di lubrificazione. In particolare, la valvola di massima ha mostrato un comportamento anomalo, per basse temperature dell’olio, aspetto già lamentato dal costruttore del motoveicolo. Il fine ultimo delle prove sperimentali è quello di tarare e validare un modello monodimensionale termo-fluidodinamico della pompa olio che verrà inserito in unpiù ampio e dettagliato modello di simulazione dell’intero circuito di lubrificazione del motore in questione.

Analisi Sperimentale di una Pompa del Circuito di Lubrificazione di un Motore Motociclistico Altoprestazionale

BUONO, DARIO;SENATORE, ADOLFO;CARDONE, MASSIMO
2010

Abstract

La scelta e la definizione delle condizioni operative di componenti motoristici avviene ormai sempre più ricorrendo a soluzioni modellistiche. I modelli, però, per poter ben rappresentare il comportamento del componente nell’accoppiamento con il motore, richiedono la definizione dei parametri di funzionamento in maniera dettagliata. Nel caso di una pompa per la lubrificazione questo consiste nella conoscenza dettagliata della sua “caratteristica” in tutte le condizioni operative. In questo articolo si riporta la caratterizzazione sperimentale di una pompa a capsulismi installata nel circuito di lubrificazione di un nuovo motore quadricilindrico 4 tempi. Il banco prova, appositamente realizzato, permette la caratterizzazione di pompe volumetriche in termini di portata e pressione, al variare della temperatura dell’olio. Per simulare le perdite di carico del circuito reale è stata utilizzata una valvola di laminazione e la temperatura dell’olio è stata regolata grazie a un bagno termostatico nel range 30-140 °C. La pompa è stata trascinata da un motore elettrico per mezzo di una trasmissione a cinghia dentata. Il numero di giri è stato regolato con un inverter. La velocità massima di rotazione della pompa è stata di 9000 giri al minuto. La portata erogata dalla pompa è stata misurata con un misuratore di portata ad effetto Coriolis e la pressione di funzionamento è stata monitorata con trasduttori di pressione assoluta e relativa. Tutto il banco è stato automatizzato con un sistema hardware e software. La pompa testata presenta un corpo doppio con una aspirazione in comune e due mandate, che inviano olio, rispettivamente, al circuito di lubrificazione e allo scambiatore di calore. La caratterizzazione della pompa è stata condotta misurando la portata erogata al variare della pressione e del numero di giri, mantenendo costante la temperatura dell’olio. Tutte le prove sono state condotte in condizioni stazionarie di numero di giri, pressione e temperatura olio, mostrando un buon comportamento della pompa nelle situazione testate: infatti il rendimento volumetrico si è mantenuto all’interno di valori accettabili, evidenziando brusche dimunizioni solo al di fuori delle normali condizioni operative del motore. Inoltre sono stati caratterizzati, sempre in termini di portata e pressione, il filtro dell’olio e la valvola di massima pressione del circuito di lubrificazione. In particolare, la valvola di massima ha mostrato un comportamento anomalo, per basse temperature dell’olio, aspetto già lamentato dal costruttore del motoveicolo. Il fine ultimo delle prove sperimentali è quello di tarare e validare un modello monodimensionale termo-fluidodinamico della pompa olio che verrà inserito in unpiù ampio e dettagliato modello di simulazione dell’intero circuito di lubrificazione del motore in questione.
9788890411632
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