Riassunto analitico
Nel mondo delle competizioni, per ogni componente della vettura, valgono due requisiti fondamentali: leggerezza e prestazione.
La trasmissione deve garantire che tutta la potenza sviluppata dal propulsore venga scaricata alle ruote, gli pneumatici devono garantire un’aderenza ottimale in ogni condizione, le sospensioni devono garantire una ottimale tenuta di strada, la maggiore stabilità possibile ed una distanza dal suolo che si mantenga circa costante, in modo da facilitare il compito all’aerodinamica, quest’ultima deve garantire la massima efficienza, ovvero il miglior compromesso tra resistenza e deportanza. A monte di tutti questi componenti vi è il motore, l’organo che deve garantire la creazione di potenza, senza mai dimenticare che, soprattutto nelle competizioni minori, deve essere in grado di percorrere chilometraggi elevati, senza danneggiarsi e mantenendo sempre elevate prestazioni.
Durante il mio tirocinio in Autotecnica motori ho potuto fare un full immersion nel mondo dei motori da competizione, che mi ha permesso di vedere dal vivo propulsori estremamente prestazionale e le soluzioni adottate su di essi.
All’interno del motore il componente sicuramente più sollecitato termicamente e meccanicamente è il pistone. Esso deve raccogliere la forza generata dalla combustione dei gas e trasmetterla alla biella mediante un moto traslazionale. Inoltre le temperature raggiunte durante questa fase sono elevatissime; il pistone stesso riceve per primo i gas della combustione ed ha il compito di trasmettere tale calore alle pareti del cilindro (raffreddate esternamente) ed ai getti d’olio (presenti sotto il cielo nei motori più prestazionali, per garantire una migliore asportazione di calore) per consentire un corretto raffreddamento della camera di combustione. Quest’ultima fase è fondamentale poiché se il pistone non riuscisse a mantenere accettabile le temperature in camera si rischierebbe di incorrere nel fenomeno della detonazione.
In questo progetto tratterò quindi: lo stato dell’arte riguardo materiali e tecniche di produzione dei pistoni con brevi accenni su cilindri, testata, sedi valvole ed altri componenti, ragionamenti e modelli utilizzati per ricavare le boundary conditions necessarie alla simulazione, metodi per applicare i carichi meccanici e termici cui è soggetto il cielo, analisi dei risultati ottenuti ed infine possibili sviluppi futuri.
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