Studio teorico e sperimentale sulla riduzione di rumorosità di pompe e motori oleodinamici a ingranaggi esterni

La competizione che le aziende costruttrici di pompe oleodinamiche affrontano in vista del perfezionamento dei prodotti coinvolge con frequenza crescente il miglioramento delle prestazioni acustiche. Ciò da una parte è legato alla necessità di rispettare le normative sulle emissioni sonore (ISO 3744; ISO 9611; ISO/TR 11688), dall'altra è dovuta a precise richieste del mercato, che non è più disposto ad accettare veicoli industriali e da cantiere caratterizzati da elevati livelli di rumorosità. Una delle sorgenti principali di vibrazione e rumore in un circuito oleodinamico è l'oscillazione di portata (flow ripple) generata dalle pompe. È questa componente ciclica che, creando una interazione tra la pompa e il circuito da essa alimentato, causa fluttuazioni di pressione (pressure ripple) e vibrazioni (structure borne noise). L'oscillazione di portata è difficile da misurare direttamente. Per questo motivo viene determinata indirettamente tramite un'analisi della fluttuazione di pressione, che a sua volta risente delle caratteristiche del circuito che ne possono influenzare modulo e fase. La prima parte del Rapporto presenta una descrizione delle diverse metodologie (sorgente secondaria, alta impedenza, blocked pressure ripple) utilizzabili per la determinazione delle origini della rumorosità delle pompe oleodinamiche a ingranaggi, legata a una analisi critica dei parametri che influenzano l'una piuttosto che l'altra. La seconda parte del Rapporto riguarda il rumore aereo (airborne noise) e le vibrazioni (structureborne noise) generati da una pompa oleodinamica nel suo normale funzionamento. Tra i diversi metodi di misura del rumore è particolarmente interessante il metodo dell'analisi intensimentrica, che può essere intrinsecamente posta in relazione con l'analisi vibrazionale insita nello structureborne noise, fenomeno, anche questo, che trova origine nelle oscillazioni di portata proprie delle pompe oleodinamiche. Lo studio dello structureborne noise, richiede l'applicazione delle leggi fondamentali della meccanica delle vibrazioni e l'applicazione di tecniche di analisi e interpretazione dei segnali; tali argomenti vengono presentati nel Rapporto insieme a metodologie "pratiche" di indagine. A titolo informativo è presentata in breve l'analisi wavelet, metodo di indagine sperimentato da tempo in altri campi ma poco conosciuto nel settore oleodinamico. Vengono altresì presentate alcune regole base per la progettazione acustica di pompe oleodinamiche presenti nell'ISO TR 11688, che suggerisce accorgimenti a prima vista banali, ma che in pratica risultano fondamentali per una corretta impostazione del progetto di una pompa oleodinamica. Il Rapporto si conclude con due appendici: la prima riguarda le formule base utilizzate nella trattazione del pressure ripple; la seconda riguarda un'attività accademica (sviluppata nel lontano 1986) relativa allo studio (teorico e sperimentale) dei parametri circuitali che influenzano la misura del fluidborne noise in pompe oleodinamiche a ingranaggi.