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ESERCITAZIONE 3 - ANALISI CONSUMI m

1176

CICLO NEDC f

0

120 0,01

100 f

2

(km/h) 80 0,00000648

60

Velocità ρ

40 1,2

20 c

0 0,31

0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s) S

1,9

Caratteristiche del veicolo (Fiat Grande Punto) (unità di misura SI)

m = 1176 massa del veicolo ηc

f = 0,01 coefficiente d'attrito 0,98

0

f = 0,00000648 coefficiente d'attrito

2

ρ = 1,2 densità dell'aria ηp

c = 0,31 coefficiente di resistenza aerodinamica 0,95

S = 1,9 superficie frontale del veicolo

ηc = 0,98 rendimento del cambio C

ηp = 0,95 rendimento del ponte 0,001368

C = 0,001368 cilindrata motore

r = 0,286 raggio della ruota r

ρ = 0,74 densità della benzina 0,286

b

τp = 0,281 rapporto al ponte ρb

PUNTO 1 0,281

Forza resistente

F res = Fg + Fr + Fa + m*a(t)

Fg = m*g*senα = 0 Strada piana

Fr = (f + f v^2)*mg

0 2*

Fa = 0,5*ρ*c*S*v^2 Forza resistente

1450

950

450

(N) -50

Forza 0 200 400 600 800 1000 1200

-550

-1050

-1550 Tempo (s)

Potenza richiesta alle ruote

Wr = F res * v Potenza richiesta alle ruote

30

20

(kW) 10

Potenza 0 0 200 400 600 800 1000 1200

-10

-20 Tempo (s)

Potenza richiesta all'albero motore

Wm = Wr / (ηc * ηp) Potenza richiesta all'albero motore

35

30

25

(kW) 20

Potenza 15

10

5

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

Lavoro specifico

Ls = 2*60*Wm / (n*C) Lavoro specifico del motore

800

700

(kJ/m^3) 600

500

specifico 400

300

Lavoro 200

100

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

Potenza equivalente del combustibile

Wc = Wm / ηm

ηm è il rendimento del motore ed è ricavabile dalla mappa dei rendimenti.

Potenza equivalente del combustibile

120

100

(kW) 80

Potenza 60

40

20

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

Portata di combustibile consumata per ogni istante

m.comb = Wc/H H = 43300 kJ/kg Potere calorifico inferiore della benzina

m.comb = 0 in fase di rilascio

m.comb = 0,205 g/s quando il regime è al minimo

Andamento del consumo

3

2,5

(g/s) 2

Portata 1,5

1

0,5

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

PUNTO 2 - Portata media di combustibile consumata dall'inizio del ciclo

Consumo medio da inizio ciclo

0,4

0,35

0,3

(g/s) 0,25

Portata 0,2

0,15

0,1

0,05

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

PUNTO 3 - Consumo totale di combustibile

Per trovare il consumo totale di combustibile faccio la sommatoria dei consumi medi su tutti

i Δt in cui ho diviso il ciclo.

m comb tot = 0,402 kg

Andamento del consumo di combustibile

0,45

0,4

0,35

0,3

(kg) 0,25

Massa 0,2

0,15

0,1

0,05

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

RISULTATI FINALI

Distanza percorsa durante la prova = 11 km

Consumo medio sul ciclo = 20 km/l circa

Consumo totale = 0,402 kg = 0,54 l

Consumo dichiarato dalla casa costruttrice = 16,5 km/l

ESERCITAZIONE 4 - ANALISI SENSITIVITA' CONSUMI

CICLO NEDC

120

100

(km/h) 80

60

Velocità 40

20

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

Caratteristiche del veicolo (Fiat Grande Punto) (unità di misura SI)

m = 1250 massa del veicolo + conducente

f = 0,01 coefficiente d'attrito

0

f = 0,00000648 coefficiente d'attrito

2

ρ = 1,2 densità dell'aria

c = 0,31 coefficiente di resistenza aerodinamica

S = 1,9 superficie frontale del veicolo

ηc = 0,98 rendimento del cambio

ηp = 0,95 rendimento del ponte

C = 0,001368 cilindrata motore

r = 0,286 raggio della ruota

ρ = 0,74 densità della benzina

b

τp = 0,281 rapporto al ponte

PUNTO 1

Potenza richiesta all'albero motore in funzione del tempo

Wm = Wr / (ηc * ηp)

Wr è la potenza resistente

Wr = F res * v

F res = Fg + Fr + Fa + m*a(t)

Fg = m*g*senα = 0 strada piana

Fr = (f + f v^2)*mg

0 2*

Fa = 0,5*ρ*c*S*v^2 Potenza richiesta all'albero motore

40

35

30

(kW) 25

Potenza 20

15

10

5

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

Lavoro richiesto all'albero

E' l'integrale della potenza. Possiamo calcolarlo come sommatoria dei prodotti tra

la potenza richiesta all'albero e Δt per ogni intervallo di tempo Δt in cui è stato

diviso il ciclo.

L = 4561,375 kJ

albero

PUNTO 2 - VARIAZIONE PARAMETRI

Per ognuno dei casi seguenti considererò il veicolo con il solo conducente a bordo

(1250 kg) e poi a pieno carico, con 5 persone più bagagli (1560 kg).

CASO 1 - Utilizzo di pneumatici con f = 0,006 (bassa resistenza)

0

Potenza richiesta all'albero motore

40

35

30

(kW) 25

Potenza 20

15

10

5

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

m = 1250 kg m = 1560 kg

Calcolo del lavoro

(m = 1250 kg) L = 4068,017 kJ

(m = 1560 kg) L = 4748,865 kJ

CASO 2 - Riduzione di S*c (quindi della forza di resistenza aerodinamica) del 20%.

Potenza richiesta all'albero motore

40

35

30

(kW) 25

Potenza 20

15

10

5

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

m = 1250 kg m = 1560 kg

Calcolo del lavoro

(m = 1250 kg) L = 4296,843 kJ

(m = 1560 kg) L = 5100,044 kJ

CASO 3 - Riduzione massa del veicolo del 20%.

Potenza richiesta all'albero motore

40

35

30

(kW) 25

Potenza 20

15

10

5

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

m = 1015 kg m = 1325 kg

Calcolo del lavoro

(m = 1015 kg) L = 3952,497 kJ

(m = 1325 kg) L = 4755,698 kJ

PUNTO 3

Lavoro all'albero in funzione del tempo.

Situazione di riferimento: Lavoro all'albero motore

5

4

(MJ) 3

Lavoro 2

1

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

Riduzione coefficiente d'attrito:

Lavoro all'albero motore

5

4

(MJ) 3

Lavoro 2

1

0 0 200 400 600 800 1000 1200

Tempo (s)

m = 1250 kg m = 1560 kg


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poliaste

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria meccanica
SSD:
A.A.: 2017-2018

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher poliaste di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Teoria e tecnica dei veicoli terrestri e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Milano - Polimi o del prof Mastinu Gianpiero.

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