Volano - Tesina

Il volano

di Alessandro Cozza

5° AMS a.s. 2014/2015

Cos’è il volano?

Nelle macchine a funzionamento alternativo endotermico, il momento motore sviluppato varia nel tempo, cui corrisponde un giro completo dell’albero principale.

Il volano è un organo meccanico atto a limitare gli eccessi di energia meccanica motrice sul lavoro meccanico totale o di quest’ultimo sull’energia motrice su macchine a regime periodico al quale è applicato.

Momento motore

La legge di variazione del momento motore può essere rappresentata con la funzione:

Dove è la componente della forza complessiva che agisce sul piede di biella, diretta tangenzialmente alla circonferenza descritta dal bottone di manovella.

e è il raggio di manovella che ne costituisce il braccio.

• Lavoro positivo: area posta sopra la linea dello zero;
• Lavoro negativo: area sottostante la linea dello zero;
• Lavoro utile: è la differenza delle due aree, tale valore non è costante nell’intervallo di tempo corrispondente alle due corse come non lo è il momento motore.

Motivi del suo utilizzo

La rotazione dell’albero a gomiti non è uniforme per intervalli di tempo brevi, inferiori all’intervallo di tempo corrispondente a un giro dell’albero. Inoltre le corse corrispondenti al ciclo termico completo sono 4, delle quali scarico e aspirazione sono passive, mentre la compressione richiede lavoro per comprimere i gas.

Il momento di inerzia di massa è la grandezza che condiziona gli effetti prodotti dagli squilibri periodici.

Si impiega così il volano costituito da un grosso disco fissato all’estremità dell’albero motore, che aumenta il momento di inerzia ed accumula energia meccanica nelle fasi utili per restituirla in quelle passive.

Il grado di irregolarità

Più aumento la massa volanica, più il moto rotatorio diventa uniforme, questo però porta all’inconveniente che il motore non è in grado di fornire rapide accelerazioni quando richieste.

Dovendo quindi limitare la massa del volano, è necessario fissare un limite al di là del quale l’irregolarità del moto non è tollerabile con le finalità della macchina stessa.

Il grado di irregolarità è una grandezza caratteristica della macchina alternativa, delle sue particolarità costruttive, delle finalità cui essa è destinata:

Dove:

= velocità angolare media