Riassunto analitico
Questo lavoro di tesi approfondisce l'analisi del processo di autoaccensione all'interno del condotto di scarico di un motore V8 ad alte prestazioni attraverso il software di simulazione fluidodinamica monodimensionale GT-Power. L'utilizzo della strategia blowing exhaust in una monoposto da competizione a ruote scoperte permette di incrementare le capacità di cornering attraverso l'interazione tra gas caldi ed elementi aerodinamici. Per simulare il rilascio di calore ottenuto dalla post-combustione, il modello originale è stato dotato di un sistema contenente sia la lettura della presenza di unburned fuel che reattività della miscela air/fuel, con tracciante YIG. Il calcolo del delay time e l'incremento di reattività della miscela all'autoaccensione è calcolato per ogni cella in funzione di temperatura, pressione, rapporto di equivalenza ed EGR. Questo calcolo è demandato ad una routine esterna contente un modello di autoaccensione autocostruito (self-built autoignition model). I delay inseriti nel modello di autoaccensione sono stati ricavati attraverso il software chimico DARS-Basic in funzione della struttura del combustibile del fornitore ufficiale. Per verificare le capacità del modello di ricalcare il fenomeno della post-combustione si è deciso di replicare le condizioni sperimentali ricavate al test bench. Durante le simulazioni di banco prova l'analisi si è concentrata nella scelta del solutore di parete e delle caratteristiche del metallo in modo da verificare l'incidenza e la dipendenza dalla temperatura di parete del condotto di scarico sull'efficacia dell'auto-accensione. Successivamente, per ampliare lo spettro di strategie utilizzabili al fine di incrementare la temperatura e la velocità nella sezione terminale del condotto di scarico, è stato utilizzato il pacchetto integrato Design Of Experiment (DOE) di GT-Power. Sfruttando la capacità di gestione delle simulazioni offerta dall'approccio DOE si è deciso di analizzare tutte le combinazioni in termini di variazione di anticipo di accensione e di numero di cilindri in cut-off simulando ingresso e uscita di curva. Attraverso il DOE-post è stato possibile ricavare la dipendenza tra le variabili citate al fine di definire la strategia migliore per massimizzare in termini di energia il risultato al terminale di scarico. Infine, sempre con l'utilizzo del DOE è stata simulata la riduzione del valore di brake torque all'albero attraverso la variazione di spark advance, che causa un diretto calo di BMEP, invece che attraverso la riduzione del throttle angle.
|