Riassunto analitico
Con il seguente studio si è voluto prendere in esame un propulsore V8 biturbo ad alta potenza specifica. Mediante l’ausilio di strumenti analitici in ambiente CFD monodimensionale è stato possibile effettuare la costruzione del modello della Power-Unit esistente.
In una prima fase si è cercato di caratterizzare il modello numerico, utilizzando il numero più basso possibile di template di modellazione 1D, al fine di non gravare sul peso computazionale. Si è preso in analisi il funzionamento a pieno carico del motore.
Eseguita questa prima fase si è passati alla validazione del modello, attraverso l’utilizzo di dati ricavati precedentemente da prove sperimentali del medesimo propulsore.
Successivamente per avere una completa comprensione del funzionamento di tale macchina alternativa è stato utilizzato il modello calibrato e validato precedentemente, per poter eseguire dei calcoli sul propulsore in punti di funzionamento a carico parziale. In questa fase è stata possibile la creazione di alcuni piani quotati caratteristici dei motori a combustione interna.
Nello studio del comportamento del motore ai carichi parziali si è deciso di utilizzare una strategia di controllo del carico mediante mappature implementate ad-hoc per tale applicazione. Tali strategie devono garantire il raggiungimento della massima efficienza termica della macchina presa in esame e sono focalizzate a mantenere il sistema after-treatment alla massima efficienza possibile.
Ove possibile poi, è stata effettuata un’ottimizzazione della fasatura delle valvole di aspirazione e scarico, essendo il propulsore dotato del sistema VVT (Variable Valve Timing).
Infine, è stata dedicata un’ultima fase in oggetto di studio riguardante la gestione termica del motore sovralimentato. Si è partiti da una solida e robusta base validata precedentemente sul medesimo software, per poi semplificarla e adattarla a questa specifica attività.
In conclusione, quest’analisi ha permesso di definire una ben precisa metodologia di lavoro, per eventuali studi futuri, da seguire nell’ottica di controllo e ottimizzazione di tali propulsori complessi, in termini gas-dinamici e di gestione termica.
Inoltre, sono state raccolte molte informazioni utili riguardo questa famiglia di motori sovralimentati ad alta potenza specifica.
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