Effetto dei processi di foratura e del trattamento superficiale sulle tensioni residue e sulla vita a fatica di rail benzina V8 e V12

L'elaborato si propone di determinare e confrontare l'effetto dei processi di foratura classica e profonda, andando a indagare quali sono gli stati tensionali residui presenti al termine di taluni operazioni. I componenti che vengono analizzati per tale scopo sono rail benzina destinati a motori V8 e V12. In parallelo si valuta anche un'aspetto fondamentale legato al funzionamento dei componenti, ovvero il serraggio tra il rail e il tappo di chiusura; andando a determinare lo stato tensionale dovuto alla chiusura stessa. Queste indagini sono state svolte conducendo delle analisi FEM utilizzando come software Ansys Workbench, facendo emergere delle differenze negli stati tensionali residui, dei due rail, le quali impattano su quella che è la vita a fatica di quest'ultimi. Quello che si evince da questo elaborato, è che la tecnica di foratura profonda genera uno stato tensionale residuo di compressione più importante, rispetto alla foratura classica (tecnologia attualmente utilizzata dall'azienda), andando a beneficio della vita a fatica del componente. Viene utilizzato un approccio di tipo SED, per la determinazione della vita a fatica per i due componenti nelle zone più critiche dei rail(fori di iniezione). L'altro aspetto indagato, è la valutazione dello stato tensionale dovuto al serraggio del tappo sul rail, generando una plasticizzazione locale di quest'ultimo a causa della penetrazione del tappo. Tale plasticizzazione permette la chiusura ermetica del sistema tappo-rail al variare della coppia di serraggio applicata al V8 e al V12. Si confronta lo stato tensionale generato dal metodo tradizionale e quello che si genererebbe con l'applicazione di un trattamento superficiale di NITRURAZIONE IONICA sulla vite, determinando la convenienza e le differenza che si generano dalla presenza del coating. Dai risultati emersi, si nota una distribuzione diversa delle tensioni tra i due casi, in quanto lo strato nitrurato porta via una buona parte di carico dovuta al serraggio, permettendo alla vite di essere soggetta a uno stato tensionale più basso e quindi una maggiore sicurezza operativa del componente.