Verso lo sviluppo di motori diesel a bassissime emissioni inquinanti (post euro V)

Avolio, Giovanni (2006) Verso lo sviluppo di motori diesel a bassissime emissioni inquinanti (post euro V). [Tesi di dottorato] (Inedito)

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Abstract

L’attività di ricerca svolta dal dottorando Giovanni Avolio presso i laboratori del Reparto “Motori Diesel e Combustibili” dell’Istituto Motori del C.N.R. di Napoli, rientra in un progetto integrato, svolto dall’Istituto Motori in collaborazione con il Centro Ricerche Fiat di Orbassano (TO), per la sperimentazione riguardante l’applicazione di nuovi sistemi di combustione (combustioni omogenee e premiscelate) a motori diesel veloci, nell’ottica del rispetto delle future normative europee (EURO VI) per la regolamentazione delle emissioni di agenti inquinanti allo scarico dei veicoli stradali leggeri destinati al trasporto passeggeri. L’attività di ricerca può essere suddivisa in tre linee principali: • Progettazione e allestimento di un monocilindrico da ricerca diesel 4T, 4V iniezione diretta “Common Rail”; • Allestimento di un pluricilindrico prototipo Fiat 1.9 JTD 16V M-jet derivato dalla produzione di serie; • Attività di sperimentazione parallela sulle due unità motrici. Il monocilindrico è stato concepito in modo da conferirgli una struttura modulare in cui ciascun modulo (testata, canna cilindro, manovellismo) fosse facilmente sostituibile in virtù di una predefinita configurazione geometrica del motore; nella sua configurazione iniziale il monocilindrico rispecchia le caratteristiche geometriche del motore pluricilindrico Fiat 1.9 JTD 16V M-jet sopra menzionato. La scelta di disaccoppiare tutti i sistemi ausiliari (alimentazione combustibile, raffreddamento, lubrificazione, sovralimentazione) risponde alla volontà di poter regolare i parametri in gioco indipendentemente dal regime di rotazione del motore. Il motore pluricilindrico, fornito dal Centro Ricerche Fiat, è derivato dalla produzione di serie rispetto alla quale presenta un rapporto di compressione leggermente più basso e un collettore di aspirazione caratterizzato dalla possibilità di variare l’indice di swirl in camera di combustione. Rispetto al mocilindrico esso presenta la stessa geometria (corsa, alesaggio, disegno della camera di combustione) e in più, i sistemi di iniezione dei due motori sono identici nel senso che tutti gli iniettori presentano medesimo flussaggio. Durante l’ultimo anno di dottorato l’attività di ricerca si è concentrata sulla sperimentazione delle combustioni premiscelate sulle due unità motrici. Sul motore monocilindrico sono stati effettuati test per valutare la risposta del sistema sia in condizioni di combustione convenzionale che in combustione a “bassa temperatura”; come punto operativo rappresentativo è stato scelto quello a 1500 giri/min come regime di rotazione e 2 bar di p.m.e.. L’analisi dei risultati conseguiti ha confermato la sensibilità del sistema alle variazioni dei parametri termodinamici e inoltre ha mostrato, come atteso, tutte le differenze esistenti tra i due modelli di combustione. Infatti a fronte di una riduzione cospicua delle concentrazioni allo scarico delle concentrazioni di particolato e ossidi di azoto si è osservato un incremento dei consumi e delle concentrazioni di incombusti allo scarico. Sul motore pluricilindrico la sperimentazione è stata suddivisa in due fasi: la prima si è basata sulla individuazione delle calibrazioni ottimali per la combustione convenzionale nel campo di funzionamento 1500, 2000, 2500 giri/min come regime di rotazione e 2,3,4,5 bar di p.m.e.. Tale fase si è resa necessaria per avere un termine di confronto in termini di prestazioni ed emissioni una volta affrontate le combustioni alternative. La seconda fase della sperimentazione ha riguardato la ricerca delle calibrazioni ottimali per l’applicabilità delle combustioni alternative nel medesimo campo di funzionamento sopra menzionato. I risultati ottenuti evidenziano una notevole riduzione delle concentrazioni di ossidi di azoto e di particolato rispetto alle calibrazioni in combustione convenzionale. Si riscontrano però un incremento non accettabile dei consumi.

Tipologia di documento:Tesi di dottorato
Parole chiave:Combustione, Diesel, Premiscelata
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 09 Ingegneria industriale e dell'informazione > ING-IND/08 MACCHINE A FLUIDO
Coordinatori della Scuola di dottorato:
Coordinatore del Corso di dottoratoe-mail (se nota)
Tuccillo, Raffaele
Tutor della Scuola di dottorato:
Tutor del Corso di dottoratoe-mail (se nota)
Migliaccio, Mariano
Stato del full text:Accessibile
Data:2006
Numero di pagine:209
Istituzione:Università degli Studi di Napoli Federico II
Dipartimento o Struttura:Ingegneria meccanica per l'energetica
Tipo di tesi:Dottorato
Stato dell'Eprint:Inedito
Denominazione del dottorato:Ingegneria dei sistemi meccanici
Ciclo di dottorato:XVIII
Numero di sistema:933
Depositato il:30 Luglio 2008
Ultima modifica:04 Febbraio 2009 09:41

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