Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi mira ad ottenere un duplice obiettivo: dapprima si è cercato – con successo – di incrementare le prestazioni di un motore motociclistico da competizione (segnatamente coppia e potenza in un range di velocità di rotazione più ampio possibile); in secondo luogo, in virtù della sensibilità fluidodinamica acquisita, si è cercato di modellare un motore omologabile per uso stradale – in ottica di una sua futura ibridizzazione per mezzo di un motore elettrico. Il motore 4T oggetto delle varie analisi è il monocilindrico di cilindrata 250 cm3 che equipaggia la Yamaha YZ250F, per cui si evince come il focus dello studio sia rivolto alle competizioni crossistiche. L’attività è stata svolta in collaborazione con l’azienda Motori Minarelli S.p.A. Il modello fluidodinamico monodimensionale dal quale si è partiti aveva già sostenuto una fase di calibrazione al banco prova, per cui si può essere certi della correlazione ottenuta fra ambito simulativo e messa in pratica delle modifiche apportate dal punto di vista numerico. Queste ultime, quantomeno in fase di ottimizzazione delle prestazioni, si sono limitate alla linea di scarico del motore, lasciando inalterati tutti i componenti a monte della porzione entro testa – sia da un punto di vista topologico che geometrico. Nella seconda fase, invece, la necessità di rendere omologabile un motore concepito per l’uso competitivo ha reso indispensabile l’uso di un catalizzatore. Pertanto si comprende come questa implementazione sia risultata in modifiche estese anche alla linea di aspirazione del motore: al termine di questa fase, si è potuta recuperare buona parte dell’accordatura fluidodinamica precedentemente ottenuta. L’obiettivo di rendere omologabile il motore è passato poi attraverso delle analisi acustiche, nelle quali ci si è accertati – mediante confronti in relativo sulla base di modelli precedentemente calibrati – di mantenere il livello di pressione sonora allo scarico entro i limiti di legge. Infine, lo studio si è concentrato sulla creazione di mappe motore relative prevalentemente al consumo specifico: questo ha richiesto di eseguire simulazioni condotte non più a pieno carico. In queste ultime, si controllava la valvola a farfalla mediante un controllore PID – al fine di investigare il comportamento del sistema ai carichi parziali, qui espressi sottoforma di frazione della pressione media effettiva (BMEP) totale.
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