MOTORE ALTERNATIVO AERONAUTICO

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MOTORE ALTERNATIVO AERONAUTICO

• Massima affidabilità
• Leggerezza
• Aerodinamicità, cioè minima sezione esposta al
  moto.

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Che cos'è il motore ?

• E' una macchina che trasforma
  energia chimica (contenuta nella benzina)in
  energia termica (ottenuta mediante combustione
  della benzina stessa con l'ossigeno dell'aria) in
  energia meccanica tramite il moto
  alternativo del pistone contenuto nel cilindro

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TIPI DI MOTORE ALTERNATIVO AERONAUTICO

• Motori a scoppio (accensione per scintilla)
• A due tempi
• A quattro tempi
• Motori Diesel (accensione per compressione)
• Disposizione dei cilindri
• A stella (molto usati in passato, ora abbandonati
  dall'avvento del motore a turbina)
• A cilindri contrapposti

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CICLO TERMICO DEL MOTORE

• Ciclo OTTO (dal nome dell'ingegnere che lo
  teorizzò)
• ASPIRAZIONE il pistone si abbassa e aspira nel
  cilindro la miscela aria-benzina da bruciare. La
  valvola di aspirazione è aperta, quella di
  scarico chiusa.
• COMPRESSIONE il pistone sale, entrambe le
  valvole sono chiuse.
• SCOPPIO-ESPANSIONE provocato dalla scintilla
  della candela, con la seguente spinta del
  pistone verso il basso.
• SCARICO il pistone risale spingendo all'esterno
  i gas combusti.

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FASI DEL MOTORE A SCOPPIO
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Per funzionare, il motore ha bisogno

• Della DISTRIBUZIONE sistema che apre e chiude
  le valvole di aspirazione e scarico nel momento
  opportuno.
• Dell'ACCENSIONE sistemsa che invia la corrente
  alle candele nel momento opportuno.
• Dell'ALIMENTAZIONE sistema che prepara e invia
  al motore la giusta miscela aria-benzina.
• Della LUBRIFICAZIONE sistema che mantiene
  lubrificato il motore.
• Del RAFFREDDAMENTO sistema che mantiene il
  motore alla giusta temperatura.

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SISTEMA DI DISTRIBUZIONE

• E' costituito da un albero a camme, il quale
  viene posto in rotazione dall'albero motore con
  rapporto di trasmissione 21. Durante un ciclo
  l'albero motore compie due giri, mentre l'albero
  a camme ne fa uno solo, comandando l'apertura e
  la chiusura delle valvole di aspirazione e di
  scarico.
• la valvola di aspirazione viene aperta 12 prima
  che cominci l'aspirazione e viene chiusa 55
  dopo che è iniziata la fase di compressione.
• la valvola di scarico viene aperta 60 prima che
  cessi l'espansione e viene chiusa 10 dopo la
  fine della fase di scarico.
• L'intervallo di tempo 121022 in cui le
  valvole sono entrambe aperte viene definito
  lavaggio, la nuova miscela aiuta a spingere fuori
  i residui gas di scarico.

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ANTICIPI E RITARDI NELLAZIONAMENTO DELLE VALVOLE
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COMANDO DELLE VALVOLE DI ASPIRAZIONE E SCARICO
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SISTEMA DI ACCENSIONE

• Nel motore aeronautico si utilizza il sistema a
  MAGNETE, atto a produrre alta tensione (da 15000
  a 20000 volt), necessaria per ottenere la
  scintilla fra gli elettrodi della candela. Il
  sistema è costituito da
• Un magnete (generatore elettrico che prende il
  moto dal motore)
• Un ruttore (camma rotante che scarica a massa la
  corrente generata dal magnete)
• Un distributore (spazzola rotante che invia la
  corrente alle candele, la scintilla viene fatta
  scoccare circa 15 o 20 prima che il pistone
  raggiunga il p.m.s.)
• Un condensatore (evita lo scintillio sul ruttore)
• Le candele
• Un interruttore d'accensione.

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CIRCUITO DI ACCENSIONE A MAGNETE
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SISTEMA DI ALIMENTAZIONE A CARBURATORE

• Mediante la pompa azionata dal motore o per
  caduta, la benzina viene inviata al carburatore
  dove avviene la preparazione della miscela
  aria-benzina.
• Questo sistema non è in grado di distribuire la
  miscela in modo uniforme a tutti i cilindri ma,
  data la sua semplicità è universalmente impiegato
  per motori di potenza limitata, in genere fino a
  180 CV

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CIRCUITO DI ALIMENTAZIONE A CARBURATORE
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SISTEMA DI ALIMENTAZIONE AD INIEZIONE

• E' costituito da quattro elementi
• Pompa meccanica azionata dal motore (preleva la
  benzina dal serbatoio e lo mette in pressione)
• Complesso di controllo del flusso aria-benzina
  (dosa la miscela aria-benzina in base alla
  posizione della valvola a farfalla e del
  correttore di miscela)
• Divisore (invia la miscela agli ugelli)
• Ugelli di iniezione tanti quanti sono i cilindri
  del motore (iviano la miscela nel collettore di
  aspirazione, a monte della valvola di
  aspirazione)

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CIRCUITO DI ALIMENTAZIONE AD INIEZIONE
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SISTEMA DI LUBRIFICAZIONE

• Una pompa preleva l'olio lubrificante contenuto
  nella coppa, e dopo il passaggio attraverso due
  filtri lo invia nei condotti che lo convogliano a
  tutte le parti in movimento del motore.
• L'olio di lubrificazione inoltre raffredda le
  parti interne del motore, ad esempio per motori
  che contengono 8 Kg di olio, il minimo per
  garantire la lubrificazione è di soli 2Kg, ma il
  minimo per garantire un buon raffreddamento è di
  circa 5 Kg.

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IMPIANTO DI LUBRIFICAZIONE DEL MOTORE
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SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO

• Il raffreddamento viene realizzato ad aria,
  sfruttando il flusso generato dal moto dell'aereo
  e dell'elica.
• I cilindri sono muniti di alettature come quelle
  dei motori di motocicletta.
• Le parti interne del motore vengono raffreddate
  dall'olio di lubrificazione, perciò molti motori
  sono dotati di radiatore dell'olio, attraverso il
  quale il lubrificante cede all'aria il calore
  asportato dall'interno.

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Leccessiva temperatura del motore può provocare

• Lautoaccensione si verifica quando la miscela
  si incendia prima dello scoccare della scintilla.
  È provocata da zone incandescenti
  allinterno della camera di scoppio che si
  comportano come candele ad incandescenza e
  incendiano la miscela durante la fase di
  compressione.
• La detonazione si verifica quando la
  propagazione della fiamma avviene in un tempo
  brevissimo durante il quale lalbero motore non
  riesce a ruotare del giusto numero di gradi.
  Questo origina onde di pressione che viaggiano a
  velocità supersonica scaricandosi come
  martellate sul cielo dei pistoni e sulle parti
  interne del motore

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LA POTENZA

• L'energia fornita all'albero motore, facendolo
  girare, compie un lavoro.
• Il lavoro compiuto nell'unità di tempo
  costituisce la potenza di un motore, la quale può
  variare entro due valori massimo e minimo.
• L'unità di misura della potenza, nel Sistema
  Internazionale è il Watt W, molto usato il suo
  sottomultlipo chilowatt kW
• Nel Sistema Tecnico si ultilizza il cavallo
  vapore Cv, che gli anglosassoni chiamano
  horsepower hp
• 1 Cv 0,735 kW

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Grafico della potenza in funzione del n di giri
del motore
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IL CONSUMO

• CONSUMO ORARIO (Ch) rappresenta il peso di
  carburante consumato dal motore per ogni ora di
  funzionamento. Serve per determinare l'autonomia
  oraria, a parità di potenza rimane costante al
  variare della quota. Si esprime in g/h, kg/h,
  oppure l/h, lbs/h, gal/h.
• CONSUMO SPECIFICO (Cs) è il rapporto tra il
  consumo orario e la potenza del motore, permette
  di confrontare motori diversi mettendo in luce
  quello che ha il migliore rendimento. Si esprime
  in g/Cv h, oppure Kg/kW h

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Grafico del consumo specifico in funzione di n
di giri del motore
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IL RENDIMENTO

• Dato che il motore è una macchina trasformatrice
  di energia da uno stato allaltro, il pedaggio
  che si deve pagare per questa trasformazione è
  molto alto.
• Energia chimica posseduta dal carburante 100
• Perdita nei gas di scarico 42
• Perdita per il raffreddamento 28
• Perdita per attriti 10
• Energia meccanica allalbero motore 20

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(No Transcript)
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IL TITOLO DELLA MISCELA

• Rappresenta il rapporto tra il peso in grammi
  dell'aria e quello della benzina che compongono
  la miscela.
• Il titolo di 15 1 viene detto stechiometrico
  perchè la benzina brucia completamente senza
  lasciare nei gas di scarico nè ossigeno allo
  stato liquido, nè incombusti carboniosi. La
  temperatura della combustione è massima.
• Con miscela povera, ad esempio 20 1, nei gas di
  scarico si trova anidride carbonica e ossigeno
  allo stato libero.
• Con miscela ricca, ad esempio 10 1, nei gas di
  scarico si trova anidride carbonica e ossido di
  carbonio.

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(No Transcript)
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IL TITOLO DELLA MISCELA

• Il minor consumo best economy si realizza con
  titolo di circa 16,5 1
• La massima potenza best power si realizza con
  titoli compresi fra 12,5 e 13,5 1 (leggermente
  inferiore di quello stechiometrico perché la
  fiamma della combustione si propaga meglio nella
  miscela ricca, e leccesso di carburante
  contribuisce al raffreddamento del motore)
• La massima temperatura è ottenuta con il titolo
  stechiometrico 15 1

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Perchè smagrire la miscela ?

• Il motore consuma di meno minor costi di
  esercizio
• Il motore gira più rotondo minori vibrazioni
• Maggior autonomia maggior sicurezza
• Minor imbrattamento e maggior durata delle
  candele maggior sicurezza e minori costi
• Camere di combustione più pulite minore
  possibilità di preaccensione e detonazione
• Mantenimento della temperatura del motore al
  valore normale (165 F 74 C)

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Quando si deve correggere la miscela ?

• Crociera smagrire sempre la miscela, qualunque
  sia la quota di volo, purché il motore eroghi il
  75 o meno della potenza massima.
• Salita senza EGT correggere la miscela solo al
  di sopra
• di 5000 ft
• con EGT correggere la miscela anche
  durante la
• salita, purché non si scenda sotto il
  titolo di
• best power
• EGT Exhaust Gas Temperature (strumento che
  indica la temperatura
• dei gas di scarico)

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Il carburante

• Benzina Avio AVGAS 100 LL
• AVGAS aviation gasoline
• 100 numero di ottano
• LL Low Lead (basso contenuto di piombo)
• Il numero di ottano esprime il potere
  antidetonante della benzina, cioè la sua capacità
  di ritardare più o meno linsorgere della
  detonazione nei cilindri. La gradazione
  dellattuale Avgas è 96/100, (96 per miscela
  povera, 100 per miscela ricca).
• La volatilità rappresenta la capacità della
  benzina di evaporare quando sottoposta ad una
  determinata pressione, per la benzina avio deve
  essere tale da farla evaporare solo al di sotto
  di una determinata pressione (mezza atmosfera).

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Procedura di messa in moto(alimentazione a
carburatore)

• A freddo

Aria carburatore Fredda
Miscela Ricca
Master On
Pompa elettrica On
Pressione carburante In arco verde
Cicchetto Qualche smanettata
Manetta ¼ aperta
Area circostante Libera
Magneti Start
Pressione olio In arco verde
Manetta 1000 /1200 RPM
Pompa elettrica Off
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Procedura di messa in moto(alimentazione a
carburatore)

• A caldo
• stessa procedura a freddo ma senza cicchetto
• Avviamento mancato
• Può dipendere da eccessivo carburante dovuto
  ai ripetuti cicchetti dando fumate nere e ritorni
  di fiamma. Procedere nel seguente modo
• Miscela chiusa
• Manetta tutta aperta
• Magneti start
• Riprendere quindi la procedura normale senza
  cicchetti.

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Procedura di messa in moto(alimentazione ad
iniezione)

• A freddo
• Manetta
  aperta 1 cm
• Master
  on
• Pompa elettrica
  on (10 sec.)
• Miscela ricca finché si ha lettura sul
  flussometro
• Miscela
  povera
• Magneti
  start
• Quando il motore parte arricchire totalmente la
  miscela e regolare la manetta come necessario

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Procedura di messa in moto(alimentazione ad
iniezione)

• A caldo
• Manetta
  aperta 1 cm
• Master
  on
• Pompa elettrica on
  (5 sec.)
• Miscela
  povera
• Magneti
  start
• Quando il motore parte arricchire totalmente la
  miscela e regolare la manetta come necessario

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Procedura di messa in moto(alimentazione ad
iniezione)

• Motore ingolfato
• Manetta
  tutta aperta
• Master
  on
• Pompa elettrica
  off
• Miscela
  povera
• Magneti
  start
• Quando il motore parte arricchire totalmente la
  miscela e togliere manetta come necessario.

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Classificazione dei motori aeronautici a
pistoni

• Si utilizza una serie di lettere e di numeri, che
  indicano le caratteristiche principali del
  propulsore. Il codice del modello del motore è
  formato da tre parti
• Il prefisso, costituito da una o più lettere che
  indicano le caratteristiche essenziali del
  motore.
• La parte centrale, costituita da tre cifre che
  indicano la cilindrata espressa in pollici cubi
  (1 pollice cubo 16,388 cc)
• Il suffisso, costituito da un gruppo di lettere e
  cifre che indicano altre caratteristiche del
  motore e degli accessori.

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PREFISSO Numero pollici cubi SUFFISSO
L Lefthand (con rotazione sinistrorsa) T Turbocharged (turbocompresso) V Vertical (verticale, per elicottero) H Horizontal (orizzontale, per elicottero) A Acrobatic (per aereo acrobatico) I Fuel injected (a iniezione) G Geared (con riduttore) S Supercharged (sovralimentato) O Opposed cylinder (a cilindri contrapposti) Tre cifre che indicano la cilindrata Sigle corrispondenti a caratteristiche specificate dal manuale del costruttore.
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Alcuni esempi

• O-320-A1C motore a cilindri contrapposti,
  normalmente aspirato, alimentato a carburatore,
  con rotazione destrorsa, in presa diretta, 320
  pollici cubi di cilindrata (5244 cc). Lalbero e
  la flangia hanno dimensioni corrispondenti al
  numero 1, gli accessori corrispondono alla
  lettera C.
• TIGO-541-K1G5 motore con cilindri contrapposti
  turbocompresso, alimentato ad iniezione, con
  rotazione destrorsa, dotato di riduttore.
  Cilindrata 540 pollici cubi (8849 cc), scatola
  degli ingranaggi integrale. Caratteristiche di
  potenza conformi alla lettera K, albero e flangia
  di dimensioni corrispondenti al numero 1,
  accessori G, contrappesi sullalbero
  corrispondenti al numero 5.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)