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rapporti - Deliverable

Sviluppo, realizzazione e sperimentazione di tenute innovative per il motore Stirling “SoloV161”

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Sviluppo, realizzazione e sperimentazione di tenute innovative per il motore Stirling “SoloV161”

L’attività di sviluppo delle tenute del motore Stirling SOLO161 ha visto la realizzazione diprototipi innovativi al fine di risolvere alcuni particolari problemi di funzionamento. Taliprototipi sono stati testati sul un banco prova dedicato.

Visti gli incoraggianti risultati ottenuti nell’ambito del PAR 2011, l’attività di sviluppo delle tenute per ilmotore Stirling SOLO 161 è proseguita anche nel PAR 2012. Rimanendo sempre nell’ambito dei compositi a matrice di teflon, si è deciso di testare dei materiali innovativi per la realizzazione delle tenute, che presentassero l’introduzione di elementi additivanti per migliorarne le caratteristiche meccaniche: compositi additivati da carbone, grafite, fibra di vetro oppure bronzo. Le prime tenute che si è deciso di realizzare utilizzando i nuovi materiali, hanno ripreso le geometrie delle tenute originali, in modo da permettere un confronto diretto tra i nuovi materiali additivati e quelliutilizzati nelle precedenti campagne sperimentali. L’idea di realizzare tenute con geometrie differenti da quelle impiegate dal motore Solo V161 ci ha invece spinti a considerare aspetti quali l’incremento della superficie di contatto tra asta e tenuta. Questa soluzione ha portato ad una modesta variazione degli ingombri che ha quindi determinato la completa riprogettazione dei supporti tenuta. Particolare attenzione si è resa necessaria per evitare eventualiinterferenze con i pistoni qualora i nuovi supporti fossero montati sul motore.Sono state quindi sviluppate e testate tre nuove tipologie di tenute, differenziate per struttura interna emateriale impiegato. La prima tipologia di tenute (“Primo Tipo”) con geometrie differenti rispetto alle originali è stata ideata pensando a come poter sfruttare al meglio le differenti caratteristiche meccanichedei materiali innovati individuati. Per tale motivo si è progettata una tenuta suddivisa in tre sezioni, così da permettere l’eventuale impiego di materiali differenti per ciascuna di esse. Per le tenute innovative di “Secondo Tipo” si è deciso invece di realizzare una struttura a corpo unicoimpiegando i materiali che si sono rivelati i più performanti a valle dei test condotti con le tenute di tipo “Standard”. Per ovviare ai problemi di surriscaldamento che sono stati riscontrati durante i test dinamici con le tenute innovative di “Primo Tipo”, è stata progettata una tenuta tale da permettere considerevolidilatazioni dei materiali plastici. Le tenute di secondo tipo hanno evidenziato prestazioni mediocri rispetto alle altre e pertanto si è deciso di rivedere interamente il progetto, mantenendo come obiettivo quello di evitare surriscaldamenti del materiale senza però comprometterne la rigidità strutturale. Sono state quindi realizzate le tenute di “Terzo Tipo”, che verranno sperimentate in futuro.

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