Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi è finalizzato all'impostazione fluidodinamica di un motore due tempi a pistoni contrapposti tramite l'utilizzo di software di simulazione CFD 1D/3D.
Viene effettuata una modellazione CFD 1D del motore e CAD dei condotti entro testa al fine di determinare le prestazioni del powertrain, ottimizzare gli effetti dinamici del motore e avere le informazioni necessarie per la simulazione CFD 3D del ricambio della carica.
Una volta analizzato dettagliatamente il lavaggio, viene effettuato uno studio sulla posizione ottimale del sistema di iniezione (a "bassa pressione", < 10 bar) tramite simulazione CFD 3D di lavaggio con iniezione.
Lo studio viene effettuato prima considerando l'iniezione nel collettore di aspirazione (PFI), poi direttamente nel cilindro (DI); per quest'ultimo caso, viene dimensionato un sistema "passivo" di distribuzione della carica innovativo, denominato jet-ring.
In entrambi i casi, si valuta l'efficacia di iniezione dal punto di vista dell'impatto sull'efficienza di intrappolamento ed il grado di miscelamento. A ciò si accompagna l'ottimizzazione delle geometrie dei condotti sulla base dei risultati CFD 3D.
Lo studio dimostra che è possibile sviluppare un motore ad alto rendimento (BTE fino al 41%) capace di generare oltre 30 kW/L di potenza specifica, operando con una miscela magra (lambda 2.4) e garantendo inoltre un intrappolamento di combustibile in camera maggiore del 90% nel caso PFI e del 95% in caso DI.
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