Riassunto analitico
I cambi DCT hanno subito negli ultimi anni un grande sviluppo ritagliandosi un settore di mercato sempre più ampio in ambito Automotive, soprattutto nelle vetture ad elevate prestazioni. Ogni cambio DCT è realizzato mediante un circuito idraulico avente al suo interno un fluido in movimento. La propagazione delle onde all’interno del fluido può infatti portare a vibrazioni/oscillazioni che possono generare il fenomeno della risonanza idraulica. In particolare questo si verifica quando si raggiunge la frequenza di risonanza del sistema delle tubazioni. Se un certo livello di fluttuazione della pressione è inevitabile e non nuoce al sistema, le oscillazioni eccessive possono provocare gravi danni agli organi che costituiscono il cambio quali: guasti meccanici dei componenti dovuti alla fatica ciclica, livelli di rumore inaccettabili e vibrazioni eccessive dell’apparato. Il presente elaborato di tesi riguarda la creazione di un modello numerico in Amesim del circuito di attuazione di un cambio robotizzato DCT Ferrari per lo studio del fenomeno della risonanza, visibile dalle prove sperimentali in corrispondenza di un regime della pompa di circa 5000 rpm. Sono quindi state analizzate diverse soluzioni per ridurre tali oscillazioni di pressione e quindi attenuare, e se possibile eliminare, il problema della risonanza, particolarmente dannoso per i sistemi idraulici.
L’approccio utilizzato durante l’intero lavoro è quello di partire dall’analisi e dalla modellazione dei singoli componenti per poi integrarli in modo da ottenere il modello in portata del layout del circuito idraulico complessivo. Si è quindi passati alla validazione numerica finale, grazie alla comparazione tra i risultati della simulazione e le prove sperimentali svolte sul campo. Per generare un’ampiezza di oscillazione il più possibile uguale a quella sperimentale e al regime pompa corretto è stata eseguita una procedura di fine tuning dei parametri.
A seguito della validazione finale è stato effettuato lo studio delle soluzioni per attenuare il fenomeno della risonanza quali: Risonatore di Helmholtz, volumi aggiuntivi, risonatore in linea, diminuzione ripple pompa utilizzando un maggior numero di vani e una pompa a singola camera equivalente a quella a doppia camera presente nel circuito reale. Le scelte possibili, dal punto di vista teorico, sono infinite ma solamente alcune sono attuabili nella pratica in quanto, una parte di queste risultano industrialmente antieconomiche e di complessa esecuzione. Le soluzioni fisicamente realizzabili sono state successivamente inserite nel modello numerico del circuito di attuazione del cambio DCT implementato, simulando la risposta del sistema a seguito di tali integrazioni.
I risultati ottenuti hanno portato ad una attenuazione della risonanza a 5000rpm risolvendo in maniera soddisfacente il problema manifestato. In alcuni casi (risonatore di Helmholtz e volumi aggiuntivi) si creano picchi di ampiezza inferiore a regimi differenti che però sono tollerabili nella pratica. La soluzione con risonatore in linea non è invece fisicamente realizzabile in quanto richiede dimensioni incompatibili con il layout del circuito idraulico considerato.
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