Ottimizzazione acustica e prestazionale dello scarico di un piccolo motore a due tempi

Il presente lavoro di tesi affronta la problematica della limitata potenza erogata da un piccolo motore a combustione interna a due tempi per applicazioni aeronautiche, mediante l’analisi e la successiva ottimizzazione del sistema di scarico. Nei motori a due tempi, infatti, la geometria dello scarico riveste un ruolo determinante nel processo di ricambio della carica, influenzando direttamente il riempimento del cilindro e, di conseguenza, le prestazioni complessive del propulsore. In una prima fase è stata analizzata la configurazione di scarico originale, valutandone le caratteristiche geometriche e il comportamento fluidodinamico attraverso lo studio delle onde di pressione generate durante il funzionamento del motore. Successivamente è stata sviluppata una nuova geometria di scarico a doppio cono, caratterizzata dalla presenza di tratti divergenti e convergenti, progettata con l’obiettivo di migliorare il processo di lavaggio e incrementare la potenza erogata. Al fine di rispettare i vincoli di ingombro imposti dall’applicazione, la geometria ottimale ottenuta è stata successivamente adattata all’interno del volume dello scarico originale mediante l’introduzione di un sistema di paratie interne. Tuttavia, a causa di perdite dovute all'instaurarsi di fenomeni tridimensionali, tale configurazione non ha permesso di raggiungere i risultati attesi. L’analisi comparativa delle diverse configurazioni investigate ha evidenziato come la soluzione iniziale rappresenti il miglior compromesso in termini di potenza erogata, ingombri geometrici e livelli di rumorosità, confermando la difficoltà di integrare geometrie ottimizzate per la dinamica delle onde all’interno di vincoli progettuali particolarmente stringenti.