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Università
di Palermo Referente
Sede prof. Francesco Sorge sorge@dima.unipa.it |
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Titolo: |
Indagine Teorico-Sperimentale sulle Prestazioni dei Cambi Continui
CVT in Configurazione bi- o Multi-Modale Analisi teorico-sperimentale dei variatori con
cinghia trapezoidale MIUR 60% L'innovazione nelle
trasmissioni meccaniche per il miglioramento delle loro prestazioni - Analisi
teorico-sperimentale del comportamento meccanico delle trasmissioni con
variazione continua del rapporto MIUR
Cofin |
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Parole chiave |
Meccanica delle Trasmissioni A Cinghia ; Variatori ; Schemi Bimodali ; Doppia Via |
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Partecipanti: |
Alberto
Beccari (PO), Riccardo Monastero (PA), Francesco
Sorge (PA), Marco Cammalleri (Ru) |
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Obiettivo della ricerca |
E' noto
che le trasmissioni meccaniche in doppia via a variazione continua
del rapporto, comprendenti variatore meccanico e rotismi epicicloidali,
consentono l'ampliamento del "range" del
rapporto di trasmissione complessivo, fino ad includere anche folle e
retromarcia. Tale vantaggio è tuttavia da pagare con l'inconveniente di un
impegno di potenza nel variatore mediamente più elevato. Si dimostra infatti, definendo opportunamente il "guadagno cinematico" ed il "guadagno di potenza"
della trasmissione complessa rispetto al variatore semplice, che il loro
prodotto è pari all'unità. Si può
ovviare a tale inconveniente mediante l'adozione di schemi bi- o pluri-modali, nei quali ciascun modo copre una diversa
porzione del range di trasmissione, complementare delle
altre, avvenendo il passaggio dall'uno all'altro modo mediante connessione/disconnessione di alcune vie
della trasmissione per mezzo di opportuni innesti a frizione, in condizione
di sincronismo delle rotazioni degli alberi interessati. In tal
maniera un singolo schema, per la verità alquanto più
complesso dello schema semplice, consente la generazione di un certo
numero di trasmissioni differenti, ciascuna con un range
ridotto. Ciò consente di contenere la "classe" del variatore,
intesa come capacità di potenza del medesimo (in pratica le dimensioni
geometriche). Semplici schemi compatti, che richiedono due sole linee di alberi,
consentono teoricamente di ampliare l'apertura della trasmissione fino alla
retromarcia con un aumento nullo della classe del variatore. E' anche
possibile prevedere in sede teorica il rendimento complessivo della
trasmissione in dipendenza dei rendimenti dei singoli componenti
e confrontarlo con i risultati sperimentali. Il progetto di ricerca si propone di effettuare un'indagine sperimentale su alcuni prototipi da
costruire in sede, con riferimento in particolare ad alcune tipiche
applicazioni industriali (veicoli agricoli, industriali, militari, ecc.). I
singoli componenti saranno da acquisire sul mercato,
in base ai dati di progetto degli schemi scelti. |
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Risultati |
Beccari
A., Sorge F., "Trasmissione di potenza con variazione continua del
rapporto di trasmissione. Parte I", ATA, v. 39, n. 5, 1986. Beccari
A., Sorge F., "Trasmissione di potenza con variazione continua del rapporto
di trasmissione. Parte II", ATA, v. 39, n. 6-7, 1986. Beccari
A., Sorge F., "Sperimentazione su una trasmissione di potenza a
variazione continua del rapporto", X° Congresso Nazionale AIMETA, Pisa,
1990. Beccari A., Sorge F., "Experimental results for a variable speed
differential drive", 2nd British-Italian Workshop on Heat Engines, Beccari A., Sorge F., "Improved performance of C.V.
Transmissions for passenger cars", ATA, 3rd International Conference
Innovation and Reliability in Automotive Design and Testing, Beccari
A., Sorge F., "Strategia di controllo delle trasmissioni
automobilistiche a variazione continua del rapporto", ATA, v. 45, n. 10,
1992. Andolina
M., Beccari A., Sorge F., "Trasmissione della
potenza meccanica in doppia via con variazione continua del rapporto di
trasmissione", Istituto di Macchine di Palermo, 1996. Sorge F., Beccari A., Cammalleri M.,
"Operative Variator Characterization for CVT
Improvement", The JSME Intern. Confer. on
Motion and Power Transmissions, Sorge F., " Monastero R., "Il rendimento dei rotismi
epicicloidali in serie", A.T.A., Luglio-Agosto
1976. Andolina M., "Trasmissione a variazione continua del
rapporto. Sperimentazione sul differenziale", Tesi di laurea, Palermo
1992. Beccari A., Cammalleri M.,
“Variatore automobilistico a regolazione implicita”, XIV Congresso AIMETA,
Como, 1999. Beccari A., Cammalleri M., “Semiautomatic Variator
for Split Power CVT'S”, ATA Motor Car Engineering, Nov.-Dic.
2000. Beccari A., Cammalleri M., “Implicit regulation for automotive variators”, Proceedings of the Institution of Mechanical
Engineering, Vol. 215, D6, 2001. Beccari A., Cammalleri M., Sorge F.,
"Experimental Results for a Two-Mode Split-Way CVT", CVT 2002
Congress, Andolina M., Beccari A., "Continuous Variation Transmission in
Automotive Application: Extension of the |
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Finanziamento ottenuto |
€
4.713 MIUR 60% €
21.175 MIUR Cofin €
6.714 Ateneo Palermo |
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Istituzione finanziatrice |
MIUR
– Ateneo |
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Anno del finanziamento |
2000 |
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Tipo della ricerca |
Sperimentale |
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Sede della ricerca |
Palermo |
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2 |
Titolo: |
Aspetti Tribologici delle Trasmissioni
con Cinghia |
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Parole chiave |
Meccanica delle Trasmissioni a Cinghia ; Caratteristiche d'attrito ; Comportamento Viscoelastico |
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Partecipanti: |
Francesco
Sorge (PA), Marco Cammalleri (Ru) |
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Obiettivo della ricerca |
La
dipendenza del coefficiente d'attrito dai vari parametri fisici che
caratterizzano l'accoppiamento cinghia-puleggia è fondamentale per uno studio
approfondito della meccanica delle trasmissioni a cinghia. Prove sperimentali
di strisciamento globale
evidenziano vistosi fenomeni di "stick-slip" che scompaiono e
ricompaiono in corrispondenza di particolari condizioni di
"inversione". La ricerca si propone di determinare la dipendenza
delle forze d'attrito tra cinghia e puleggia dai particolari materiali
costitutivi e dalle diverse condizioni fisiche di funzionamento. Inoltre,
risultati interessanti si ottengono se si studia il comportamento meccanico
di cinghie di gomma con elevate caratteristiche viscoelastiche.
Il ritardo della deformazione longitudinale rispetto alle variazioni di
tensione determina la riduzione della velocità di strisciamento
della cinghia sulla puleggia, a vantaggio della
capacità della cinghia di resistere all'usura. Tale tema merita ulteriori approfondimenti mediante estese verifiche
sperimentali ed è attualmente oggetto di sola analisi teorica presso la sede
di Palermo. |
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Risultati |
Sorge F., "Un metodo
di analisi delle oscillazioni autonome da attrito secco", V Convegno
AIMETA di Tribologia, Varenna
(LC), 1998 Sorge F., "A
Theoretical Experimental Search for the Stick-Slip Inversion Threshold",
2000 AIMETA International Tribology Conference, Sorge F., Cammalleri M., "Viscoelastic
Response of Rubber Belts", XV Congresso
AIMETA, Sorge F., "A
Theoretical Experimental Search for the Stick-Slip Inversion Threshold",
Intern. Journal of Applied Mech. and Engin., Techn. Univ. Press, Zielona Góra, ( Sorge F.,
"Influence of Viscoelasticity on Rubber V-Belt
Mechanics", 3rd AIMETA International Tribology
Conference, Vietri sul
Mare (SA), 18-20 Settembre 2002 Sorge F., Cammalleri M., "Two-Dimensional Viscoelasticity
in Rubber V-Belt Drives", CVT 2002 Congress, |
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Finanziamento ottenuto |
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Istituzione finanziatrice |
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Anno del finanziamento |
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Tipo della ricerca |
teorico-sperimentale |
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Sede della ricerca |
Palermo |
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3 |
Titolo: |
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Parole chiave |
Teoria delle Cinghie Trapezoidali ; Ritratto delle Traiettorie ; Transitorio nei Variatori
; Altri Effetti |
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Partecipanti: |
Francesco Sorge (PA) |
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Obiettivo della ricerca |
Il comportamento meccanico delle cinghie
trapezoidali si scosta sostanzialmente dalla teoria convenzionale di Eulero-Grashof a causa della
penetrazione elastrica entro la gola della
puleggia, variabile lungo l’arco d’avvolgimento. Le forze d’attrito
presentano componenti radiali ed il limite di
scorrimento globale viene raggiunto con gradualità all'aumentare della coppia
trasmessa. Il modello matematico porta a
sistemi differenziali non-lineari di tipo “degenerescent”
(piccoli parametri a fattore delle derivate), che possono essere affrontati
mediante approcci analitici approssimati, differenti lungo l’arco attivo
principale e nei brevi tratti di frontiera. E’ particolarmente
rappresentativo il tracciamento delle soluzioni su di un piano delle
traiettorie (tensione/penetrazione), ove i punti singolari risultano
immagini degli archi oziosi di aderenza. Si può poi affrontatre
il problema con approccio numerico, avendo cura di evitare fenomeni di instabilità che insorgono nel calcolo in prossimità
delle singolarità del sistema differenziale. Si rileva, anche mediante
considerazioni puramente analitiche, che le soluzioni esatte accurate
richiedono la presenza di archi "adhesion-like" che equivalgono ad i convenzionali archi
di aderenza della teoria di Grashof. Lo studio teorico
dell'accoppiamento cinghia-puleggia in condizioni di transitorio, durante le
fasi di "shift" del rapporto di
trasmissione dei variatori, richiede una appropriata
riformulazione della condizione di conservazione della massa entro il
generico volume di controllo attraversato dalla cinghia. Questa porta ad un
sistema differenziale parzialmente differente rispetto al caso stazionario ed
a conseguenti risultati numerici del tutto diversi, con la comparsa di
regioni d'aderenza ove la cinghia penetra od emerge lungo traiettorie a
spirale di Archimede. Anche
tale tema è oggetto di ricerca presso la sede di Palermo. Nel caso di cinghie
metalliche (Van Doorne),
diviene anche importante la deformazione di flessione delle semipulegge, da
ritenere dello stesso ordine di grandezza rispetto alla cinghia, e sono particolarmente indicati approcci di tipo energetico
(principio dei lavori virtuali). I risultati
teorici complessivamente conseguiti nell’ambito della ricerca trovano un
soddisfacente riscontro nella sperimentazione condotta su variatori a
cinghia, per quel che riguarda sia la valutazione dello scorrimento che le
perdite di rendimento. |
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Risultati |
Sorge F., "A
qualitative-quantitative approach to V-belt mechanics", ASME Trans., J.
of Mechanical Design, v. 118, n. 1, 1996 Sorge F.,
"Sulla linea elastica di una cinghia di trasmissione nell'arco libero
tra le pulegge", Istituto di Macchine di Palermo, 1996 Sorge F.,
"Analisi delle trasmissioni con cinghie trapezoidali, di gomma o di
metallo, ed applicazione ai cambi continui CVT", 4° Seminario Nazionale
di Meccanica Applicata alle Macchine, Assisi (PG), 1996 Sorge F., "Influence of
pulley bending on metal V-belt mechanics", JSAE CVT '96, International
Conference on Continuously Variable Power Transmissions, Sorge F., "Influence of
pulley bending on metal V-belt mechanics", ASME 7th International Power
Transmission and Gearing Conference, S. Diego (USA), 1996 Sorge F., "A simple model
for the axial thrust in V-belt drives", ASME Trans., J. of Mechanical
Design, v. 118, n. 4, 1996 Sorge F., "Effect of
misalignment on metal V-belt Mechanics", XIII Congresso
Nazionale AIMETA, Sorge F., "Limit
Performances of V-Belt Drives", CVT '99, Sorge F., "Boundary V-Belt
Mechanics", XIV Congresso AIMETA, Gerbert G., Sorge
F., "Full Sliding "Adhesive-Like" Contact of V-Belts",
DETC2000/PTG Conference, Baltimore (MA), Sorge F., " Gerbert G., Sorge
F., "Full Sliding "Adhesive-Like" Contact of V-Belts",
ASME Trans., J. of Mechanical Design, (in fase di stampa) Sorge F., "Analysis of the
Ratio Shift Transient in V-Belt Variators", 11th
IFToMM Congress, Sorge F.,
"Closed-form Solutions for the Ratio Shift Transient in V-Belt Variators", XVI Congresso
AIMETA, |
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Finanziamento ottenuto |
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Istituzione finanziatrice |
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Anno del finanziamento |
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Tipo della ricerca |
Teorica |
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Sede della ricerca |
Palermo |
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4 |
Titolo: |
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Parole chiave |
Geometria dei sistemi articolati
; sospensioni ferroviarie passive |
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Partecipanti: |
Francesco
Sorge (PA) |
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Obiettivo della ricerca |
Questa indagine riguarda vari tipi di sospensioni passive per carri
ferroviari, ai fini della compensazione automatica delle forze d'inerzia nei
percorsi curvilinei. A tal scopo, il centro virtuale della sospensione si
deve trovare quanto più vicino è possibile al piano longitudinale di
simmetria della vettura, al di sopra del centro di
massa per ovvi motivi di stabilità.
Da
un lato, sistemi di tipo pantografico o meccanismi
di Peaucellier possono consentire una esatta auto-compensazione. Dall'altro lato, più
semplici sistemi articolati possono portare allo stesso risultato con
eccellente approssimazione. Per esempio, algoritmi genetici selettivi possono
essere adoperati per la progettazione di sospensioni ad otto aste, da
ottimizzare poi mediante metodi del tipo gradiente, ai fini di minimizzare le
componenti trasversali delle accelerazioni. |
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Risultati |
Sorge F.,
"Geometrical Analysis of Self-Compensating Suspension Systems for
Railcar Engineering", Journal of Rail and Rapid Transit, Proc. Inst.
Mech. |
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Finanziamento ottenuto |
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Istituzione finanziatrice |
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Anno del finanziamento |
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Tipo della ricerca |
Teorica |
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Sede della ricerca |
Palermo |
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Università
di Parma Referente
Sede prof. Rinaldo Garziera
rinaldo.garziera@unipr.it |
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Titolo: |
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Parole chiave |
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Partecipanti: |
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Obiettivo della ricerca |
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Risultati |
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Finanziamento ottenuto |
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Istituzione finanziatrice |
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Anno del finanziamento |
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Tipo della ricerca |
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Sede della ricerca |
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