Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Grimaldi Carlo

Tesina di motori a combustione interna Relazione su modello 1D di un motore automobilistico 4 cilindri 2000 cc 16 V. In questo documento si effettuerà uno studio parametrico sulla mappatura dell’anticipo di accensione per un motore automobilistico, i cui dati sono riportati nella tabella. Lo studio verrà effettuato in due parti: 1. Individuazione della migliore mappatura (variabile con il regime) per la fasatura di combustione, al fine di incrementare le curve di coppia e di potenza. 2. Individuazione della migliore mappatura con l’introduzione dei seguenti vincoli: a) Pressione massima consentita in camera di combustione 65 [bar] b) Margine alla detonazione di 5° sull’angolo di manovella L’analisi si concluderà con un confronto fra la configurazione di ottimo ottenuto dalle simulazioni e quella di riferimento.

La morfologia del motore a combustione interna e aspetti costruttivi.Motore-utente: moto in regime stazionario, moto transitorio, moto in pendenza, calcolo analitico dell'accelerazione angolare del motore, bilanciamento dinamico, implementazione del calcolo dell'accelerazione in un codice informatico. Efficienza volumetrica nei motori a due e quattro tempi. Relazioni fondamentali, banco prova motori, mappe motore. Effetti stazionari all'aspirazione: temperatura, caduta di pressione, coefficiente di scarico. Effetti dinamici all'aspirazione: effetti inerziali, effetti d'onda, sistemi a geometria variabile. Metodi sperimentali e strumentazione per l'analisi del flusso nei sistemi di aspirazione : banco a flusso costante, banco a flusso dinamico, misuratori di turbolenza e di caduta. Sovralimentazione. Diagrammi di sollevamento e fase della valvola, parametri che incidono sull'efficienza volumetrica. Motori a due tempi, effetti dinamici nei sistemi di scarico. Combustibili, determinazione dei numeri di ottano e cetano. Alimentazione di carburante nei motori ad accensione spontanea: pompe, iniettori, common rail, caratteristiche spray: penetrazione spray, dimensioni delle goccioline, angoli di diffusione del getto; progetto di componenti; metodi sperimentali per l'analisi dello spray: PDA, PIV, Laser Sheet. Alimentazione di carburante nei motori ad accensione comandata: PFI, GDI. In movimento di carica del cilindro: turbolenza e dispersione ciclica; turbinio, schiacciamento, caduta. Combustione nei motori a combustione interna: reazioni chimiche, combustione laminare e turbolenta, combustione premiscelata e diffusiva, combustione normale nei motori a benzina, rilascio di calore, combustione non normale nei motori a scoppio: detonazione, accensione superficiale; progettazione della camera di combustione. Combustione nei motori ad accensione spontanea, rilascio di calore; progettazione della camera di combustione. Aspetti acustici e termici del funzionamento degli ICE. Emissioni di inquinanti dagli ICE: normative; procedure e strumenti di misurazione; emissioni del motore; sistemi di riduzione delle emissioni; Diagnostica OBD, applicazione di reti neurali artificiali. Metodologie e strumenti per l'analisi delle caratteristiche di MCI in termini di prestazioni ed emissioni. CFD-1D: fluidodinamica computazionale monodimensionale. CFD-3D: fluidodinamica computazionale tridimensionale.