Quando si tratta di motori a combustione, la parola d’ordine è “downsizing”, anche per i veicoli industriali. La riduzione della cilindrata e del numero di cilindri è la strada sempre più seguita per ridurre le emissioni di CO2 e rispettare i limiti posti dalla legge. Così i veicoli a tre cilindri sono sempre più diffusi nel segmento delle vetture piccole. Anche i produttori di veicoli industriali sono invitati a conformarsi. Rispetto ai motori a quattro cilindri, i motori a tre cilindri hanno una sollecitazione attiva delle vibrazioni fortemente aumentata. Tuttavia, le esigenze di comfort del cliente non consentono compromessi, e ci si attende quindi comfort anche dai motori a trecilindri. 

 

Veicoli industriali speciali 

Nei motori a quattro cilindri, guardando la sollecitazione attiva delle vibrazioni, solo la posizione del secondo cilindro motore ha importanza.  Nel motore a tre cilindri con il suo angolo di accensione di 240 gradi è dominante la configurazione a una volta e mezzo. In aggiunta ci sono forti sollecitazioni attive delle vibrazioni del primo ordine motore dovute ai momenti liberi del manovellismo. Queste generano un oscillazione. “In teoria questo può essere compensato con un albero di compensazione parallelo all’albero a gomiti”, dice Raphael Friedli, Senior Engineer nel campo della tecnologia di vibrazione Angst+Pfister. Tuttavia, per risparmiare sui costi, spesso nei veicoli industriali si rinuncia a questa soluzione.

 

Alte competenze tecniche richieste

Cosa significa tutto questo per il sistema di cuscinetti nei motori a tre cilindri? Al fine di isolare le vibrazioni forti e soprattutto quelle a bassa frequenza, la rigidità del cuscinetto dovrebbe essere fortemente ridotta. Ma questa sarebbe una sfida già solo per quanto riguarda la resistenza a fatica a causa del carico portante statico e in aggiunta ci sono anche le sollecitazioni dinamiche causate dal processo di avviamento, il carico dei cambi marcia e l'accelerazione durante la guida. “Inoltre, i produttori di motori a combustione fissano limiti per quanto riguarda accelerazione e vibrazioni. Meno è rigido il sistema a cuscinetti, maggiori saranno le vibrazioni”. Ed è qui che entra in gioco l’alta competenza tecnica degli ingegneri Angst+Pfister. 

 

Al lavoro con esperienza e metodi avanzati

“I requisiti per i nuovi componenti vengono esaminati da un panel di esperti,” spiega Raphael Friedli. Utilizzando le tecniche di sviluppo e i metodi di calcolo più avanzati - come ad esempio la simulazione multi-body, il metodo degli elementi finiti e la progettazione CAD - viene effettuata la progettazio-ne di base. A questo si aggiunge la decennale esperienza di Angst+Pfister nello sviluppo di parti in gomma-metallo e nella progettazione degli stampi. “Innanzitutto, grazie a questo possiamo fare numerose iterazioni in poche settimane”. Così gli ingegneri di Angst+Pfister sono in grado di progettare i componenti. E questi componenti non solo soddisfano i requisiti tecnici, ma sono anche prodotti con altissima efficienza. 

 

«Per i nostri clienti siamo un partner ingegneristico competente, che sviluppa  sistemi di cuscinetti innovativi ed efficienti grazie al nostro know-how tecnico di produzione.»  Raphael Friedli, Senior Engineer Antivibration Technology, Angst+Pfister Group

 

I cuscinetti motore non devono essere considerati in modo isolato

I migliori progetti per motori a quattro cilindri sono stati ottimizzati nel corso degli anni per massimizzare il comfort e il risparmio di materiale. “Adesso, negli stessi veicoli vengono inseriti motori diversi e l’ottimizzazione deve ripartire dall’inizio,” dice Raphael Friedli. Questo vale per la rigidità della struttura di supporto ma anche per dettagli come vibrazioni degli specchietti o del volante. Anche se il problema è limitato al supporto motore, non si può evitare una simulazione multi-body, poiché le basse frequenze di sollecitazione del motore a tre cilindri interagiscono fortemente con altre fonti di vibrazione prodotte dal veicolo stesso. Per questo gli ingegneri di Angst+Pfister lavorano a stretto contatto con i propri clienti: a causa dei numerosi parametri di sistema necessari, un’analisi complessiva può essere eseguita solo dagli sviluppatori del veicolo. Secondo la nostra esperienza, tale cooperazione porta a un’introduzione sul mercato più rapida.

 

Supporto dalla A alla Z

Il ciclo di sviluppo può seguire diverse direzioni: il cliente può fornire le proprietà meccaniche di un componente prima, oppure Angst+Pfister le elabora insieme a lui. “Non appena la progettazione del componente è finalizzata, passiamo al disegno di produzione e quindi alla formulazione dell’elastomero e alla prototipazione o produzione in serie degli stampi ", spiega ancora Raphael Friedli. I componenti prodotti vengono poi testati internamente per accertarne la qualità dopodiché vengono forniti al clienti completi della documentazione e  delle certificazioni necessarie. Alle prove di funzionamento e ai test sul campo  partecipano spesso anche gli ingegneri  Angst+Pfister. Questo consente anche di effettuare rapidamente eventuali modifiche.

I motori economici a tre cilindri sono in aumento. Diverse soluzioni ad alta tecnologia garantiscono il loro funzionamento regolare.  

 

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published: 8 lug 2020, 11:36:00  by: Angst+Pfister Group