Riassunto analitico
Il presente lavoro, nato dalla collaborazione tra l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia e la Lombardini Group, ha come scopo l’analisi di un sistema di propulsione ibrido per veicoli industriali.
I motori Diesel Lombardini realizzano una combustione molto “pulita” grazie alla quale riescono a rispettare le normative sul soot, senza adottare un filtro antiparticolato, questo permette di sfruttare un sistema di after-treatment molto semplificato rispetto alla maggior parte dei motori della concorrenza.
Per mantenere queste caratteristiche anche nei prossimi anni, nonostante l’inasprimento delle normative sulle emissioni inquinanti, l’idea è quella di realizzare un prototipo di motore ibrido, affiancando al motore termico una macchina elettrica. A parità di potenza, si può ad esempio pensare di ridurre la cilindrata e il carico del motore termico, sopperendo per brevi periodi alla coppia mancante con il motore elettrico, definendo un vantaggio sulle emissioni di particolato e di ossidi di azoto.
La prima parte del lavoro ha riguardato la realizzazione e la calibrazione dei modelli GT-Power dei motori Lombardini KDI 2504 TCR e KDI 1903 TCR.
I dati a disposizione per i due motori sono stati successivamente elaborati per la definizione di una strategia ibrida, realizzata su un ciclo di lavoro relativo al motore 4 cilindri fornito dall’azienda.
I risultati ottenuti dallo studio sono confortanti. Il sistema ibrido, ottenuto dall’accoppiamento del motore 3 cilindri con la macchina elettrica, permette di ottenere una netta riduzione delle emissioni inquinanti rispetto al motore 4 cilindri. Per il ciclo di lavoro analizzato, si è registrato una diminuzione del 19.1% degli ossidi di azoto e del 28.3% del particolato. Lo studio fin qui dimostra come ci sia la concreta possibilità di ottenere significativi benefici nell’ibridizzazione di un motore industriale, mantenendo comunque un accettabile grado di complessità per tutto il sistema.
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Abstract
This work, created from the partneship between the University of Modena and Reggio Emilia and the Lombardini Group, aims at the analisys of an hybrid propulsion system for the industrial veichles. The Lombardini Diesel engines realize a very clean air combustion which let them comply with the soot regulations without adopting “particulate filter”; this allows to use an after-treatment system very simple compared with the competitor’s Diesel Engines.
In order to keep using this strategy on reduction system for the next years, despite the increasing regulation on inquinant emissions, the idea is to make a first prototype of hybrid engine, matching the thermal engine with an electric machine.
It can be supposed to do the reduction of the cubic capacity and the load of the thermal engine, supplying the lack of torque with the electric engine for a short period and getting benefits from the reduction of the emissions of particulate and nitrogen oxide.
The first part of work is about the creation and calibration of GT-Power models of KDI 2504 TCR and KDI 1903 TCR Lombardini’s engines.
After that, the available data of the two engines has been processed to make an hybrid strategy solution based on a work cycle concerning to a 4 cylinder engine supplied by the company.
The achieved results are very good. The hybrid system obtained by matching a 3 cylinder engine with the electric machine allows to reach a sharp emission reduction compared to a 4 cylinder engines.
From the analized work cycle, it has been recorded a reduction of 19.1% in nitrogen oxides and 28.3% in particulate.
So far the study shows the real possibility to achieve significant benefits in the hybridization of an industrial engine, keeping an acceptable complexity level for the whole system.
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