Riassunto analitico
Come previsto dal documento finale firmato dai Paesi che hanno preso parte alla COP26 tenutasi nel 2021, entro il 2030 sarà necessario dimezzare le emissioni di gas serra, mentre entro la metà del secolo occorrerà raggiungere la neutralità climatica al fine di limitare il riscaldamento globale a 1.5 °C. Per questo motivo, la comunità scientifica internazionale è impegnata nello studio e nello sviluppo di nuove tecnologie capaci di incrementare l’efficienza dei motori a combustione interna, permettendo a questi ultimi di affrontare le sfide future. Infatti, i motori a combustione interna possono ancora giocare un ruolo di primo piano nel settore dei trasporti e della produzione di energia, dato che solo un set di soluzioni potrà garantire la riduzione delle emissioni di gas serra nel breve e medio periodo.
Una delle possibili soluzioni capaci di incrementare l’efficienza dei motori a combustione interna e ridurne le emissioni inquinanti è rappresentata dalla precamera.
Quest’ultima nasce agli inizi del ‘900 al fine di favorire il miscelamento tra aria e combustibile, riducendo così il tempo di ritardo all’autoaccensione tipico dei motori Diesel e consentendo loro di raggiungere regimi di rotazione massimi superiori.
L’interesse nei confronti di questa tecnologia è rinato a partire dall’ultimo decennio del XX secolo, trovando applicazione nei motori ad accensione comandata. Tuttavia, le recenti configurazioni di precamera si discostano notevolmente dalle soluzioni dei primi anni del ‘900.
La prima parte della tesi riporta una revisione storica e dello stato dell’arte del concetto di precamera, focalizzando l’attenzione sulla precamera passiva, ossia dotata della sola candela. In particolare, questa soluzione ha trovato applicazione sulle power-unit di F1 a partire dal 2014, e sul motore “Nettuno” presentato nel 2020 da Maserati. Sono anche riportati casi di studio su moderni motori 2-Tempi.
La seconda parte della tesi riporta un’analisi CFD-3D di lavaggio, miscelamento aria-combustibile e combustione su di un motore a 2-Tempi per un’applicazione aeronautica, confrontando due differenti configurazioni: camera di combustione emisferica e camera di combustione con precamera “aperta”.
I risultati riportati in questa elaborato, sia derivanti dall’analisi della letteratura che dalle simulazioni condotte nel corso dell’attività di tesi, dimostrano l’efficacia della precamera, nonostante siano necessari ancora molti studi affinché questa soluzione diventi commercialmente valida.
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