Dynamic model of a Type V valvetrain for Medium Duty Application

Nei motori a combustione interna il ricambio di fluido di lavoro è realizzato grazie alla periodica apertura e chiusura delle valvole di aspirazione e scarico, il cui moto è controllato dal treno valvola, cioè una serie di componenti connessi tra loro con lo scopo di trasmettere il moto e le forze dalla camma alla valvola. Il sistema viene azionato attraverso l’albero a camme, a sua volta connesso all’albero a gomiti mediante una trasmissione a cinghia o a catena. In questo modo è possibile controllare la fasatura delle valvole ed ottenere opportune performance del motore, tenendo sotto controllo le emissioni di inquinanti in accordo alle normative vigenti. La progettazione di un treno valvola è realizzata attraverso una serie di fasi, una delle quali è la simulazione che ha lo scopo di identificare possibili miglioramenti e criticità durante la fase di design dei componenti. A tal proposito, gli scopi di questa tesi, realizzata durante un periodo di stage in Eaton (azienda leader nella manifattura delle valvole e di sistemi di attuazione delle stesse), consistono nel valutare la possibilità di implementare il software commerciale GT-Suite in sostituzione del software interno attualmente in uso per le analisi cinematica e quasi-dinamica dei treni valvola, attraverso uno studio di correlazione, e la capacità del software commerciale di predire il comportamento dinamico dei treni valvola tramite confronto con dati acquisiti a seguito di rilievi sperimentali. Poiché analisi simili, relative a sistemi di tipo II, sono già state effettuate da Eaton, in questa tesi verranno presi in esame i sistemi di tipo V, tipicamente utilizzati per applicazioni medium/heavy-duty e per alcune applicazioni passenger car in America. In base ai risultati ottenuti, si evince come il software restituisca risultati analoghi a quelli ottenibili con il software attualmente utilizzato da Eaton per l’analisi cinematica e quasi-dinamica dei treni valvola (le differenze viste sono da attribuire ad un trattamento diverso delle masse oscillanti). Dal confronto tra i risultati delle analisi dinamiche realizzate con GT-Suite e i dati sperimentali si evince una buona capacità predittiva del software, in quanto le discrepanze viste sono compatibili con le semplificazioni insite nella modellizzazione del comportamento di un sistema meccanico.