Riassunto analitico
Il progetto di tesi sviluppato ha come obiettivo la progettazione fluidodinamica, mediante calcolo CFD 1D a parametri concentrati, del sistema d’iniezione di un motore V6 turbo a iniezione diretta di benzina. Si è sviluppato il lavoro di tesi tramite l’utilizzo del codice di calcolo a parametri concentrati AMESim Rev. 13.2 di LMS Imagine, ambiente in cui stato modellato il sistema d’iniezione. Gli obiettivi finali delle analisi svolte mirano a:
–valutare il comportamento e l’influenza fluidodinamica di un rail di minori dimensioni all’interno del circuito d’iniezione;
–individuare eventuali problematiche date dalla presenza degli iniettori nel circuito d’iniezione in esame.
Ogni modello vede, inoltre, la presenza di supercomponenti black-box di pompa di alta pressione e iniettori GDI, forniti da Bosch, che rendono necessario un corretto e delicato interfacciamento di essi con il resto del sistema.
In una prima fase si è definito l’approccio metodologico per la modellazione di un circuito d’iniezione GDI, partendo da una versione già definita del sistema e aggiornandola: si è andati sia a definire particolari geometrici in prima approssimazione non modellati, che a introdurre un regolatore di pressione del rail. Quest’ultimo è stato sviluppato con l’obiettivo di avere un sistema d’iniezione più simile a quello reale, dove il regolatore agisce sul comando della pompa di alta pressione, cosicché essa possa adattarsi alle variazioni fluidodinamiche del sistema, per raggiungere e mantenere più stabile possibile la pressione d’iniezione richiesta.
Successivamente è stato condotto un aggiornamento dei modelli di circuito d’iniezione per due motori turbo attualmente in uso, un 4 cilindri e un V6 ad elevate prestazioni. Si è così riusciti ad allineare i modelli di calcolo con i risultati derivanti dalle prove sperimentali. In questa fase di studio si è altresì dedicata particolare attenzione all’andamento delle pressioni nella linea di alta pressione e in particolare nel rail, aspetto critico e da non sottovalutare in fase di progettazione di un sistema d’iniezione.
In ultima fase è stato affrontato lo studio del sistema d’iniezione di un motore V6 turbo ad elevate prestazioni di prossima generazione. Esso si differenzia, dai precedenti circuiti, per le maggiori pressioni d’iniezione, che permettono, sfruttando iniettori con fori di dimensioni più ridotte, una combustione con minore produzione di particolato; tuttavia tali condizioni di pressione aumentano il livello di sollecitazione dei componenti, rispetto ai motori finora analizzati. L’analisi temporale è servita come strumento per descrivere le pulsazioni di pressione presenti. Infine l’analisi lineare e forzata completano la caratterizzazione del sistema d’iniezione suddetto, definendo i modi di vibrare del sistema sia naturali che in presenza delle forzanti.
|
