27 ottobre 2008 09:28

Realizzata in poliammide caricata vetro, equipaggerà i nuovi motori diesel di Daimler.

Per la prima volta nella storia delle quattro ruote, una coppa dell’olio realizzata con un tecnopolimero troverà applicazione su un auto di serie. Il progetto è frutto di uno sviluppo congiunto tra il gruppo chimico DuPont e Bruss, fornitore di componenti auto.

Il componente, una coppa dell'olio da sei litri in Zytel 70G35 HSLR (una poliammide caricata con fibra di vetro e stabilizzata al calore) avvitata su un telaio in alluminio pressofuso, equipaggerà i i nuovi motori 4 cilindri diesel di Daimler, consentendo una riduzione del peso di 1,1 kg rispetto alle soluzioni in metallo. In particolare, la nuova coppa olio sarà utilizzata inizialmente nella serie Classe C di Mercedes-Benz.

Oltre alla leggerezza, viene migliorata l'efficienza produttiva - spiegano alla DuPont - grazie all'elevata fluidità del polimero che riempe lo stampo con percorsi di flusso lunghi, tempi di iniezione brevi e ottima stampabilità di sezioni con pareti sottili. La saldabilità a vibrazione del materiale incrementa ulteriormente i vantaggi sotto il profilo della produttività.

La sezione posteriore della coppa, che costituisce il serbatoio per circa 6 litri di olio, è molto rigida grazie alla sua sagoma. La sezione anteriore ha una forma più piatta, in quanto deve lasciare spazio al telaio e allo sterzo. Questa sezione ha quindi una resistenza alla flessione e una rigidità relativamente basse, richiedendo accorgimenti aggiuntivi per minimizzare distorsione e deformazione ed eliminare il rischio di fuoriuscite lungo la linea di giunzione con la metà superiore in alluminio.

Il problema è stato risolto ideando una struttura a sandwich con un secondo pezzo stampato a iniezione: un deflettore per olio prodotto separatamente, saldato sulla parte piatta della coppa, che contribuisce a livellare l'olio, mosso dall'albero motore e dall'albero di equilibratura e rimanda il flusso nella coppa.

La coppa e il deflettore, insieme ad altri accorgimenti progettuali, contribuiscono ad assicurare la stabilità in tutte le condizioni di funzionamento. Nella sezione che funge da serbatoio sono presenti inserti in ottone fissati a caldo per il montaggio del tappo di scarico dell'olio e del sensore livello olio. Le alte nervature nella sezione serbatoio agiscono da deflettori, contribuendo a ridurre la movimentazione dell'olio e a convogliarlo nel serbatoio.

Grazie all'elevata fluidità del compound, è stato possibile utilizzare un unico punto di iniezione centrale, sufficiente per riempire tutta la cavità dello stampo, e impostare così cicli di stampaggio brevi. Rispetto all'iniezione multipunto (spesso necessaria per altri tipi di poliammide), il punto di iniezione unico abbatte il costo dello stampo e semplifica il controllo di processo, minimizzando il numero di linee di giunzione e il rischio di occlusioni d'aria.

Presso il DuPont European Technical Centre di Ginevra sono state analizzate le proprietà della struttura simulando la caduta forzata del motore, completo di trasmissione, da un carrello elevatore. Prove effettuate da Bruss in situazioni reali, utilizzando prototipi dei componenti hanno, confermato la validità del design: anche dopo 1.000 ore di invecchiamento in olio caldo a 150 °C, la coppa resiste a queste condizioni di prova estreme senza subire danni significativi.

L'uso dei polimeri termoplastici per le coppe dell'olio offre interesanti opportunità di integrazione funzionale. Il modello attuale incorpora il deflettore, che ha la funzione di rallentare il flusso dell'olio e riconvogliarlo nel serbatoio. Altri elementi che si prevede potranno essere integrati in modelli futuri sono il pescante dell'olio, il sensore di livello, il filtro ed altri componenti del circuito di ritorno, incluse le pompe.