Riassunto analitico
Le emissioni inquinanti e i consumi di carburante occupano un ruolo importante, nella progettazione e lo sviluppo, delle nuove generazioni dei motori a combustione interna. La realizzazione di motori a benzina efficienti e meno inquinanti è diventato un tema centrale per le aziende automobilistiche. Una delle scelte progettuali più diffuse per raggiungere tali obiettivi è il down-sizing, ovvero una progressiva riduzione della cilindrata, affiancata ad un ampio utilizzo della sovralimentazione. Inoltre il contesto normativo, definito dalle direttive d’omologazione, sta indirizzando i produttori automobilistici verso l’elettrificazione dei motopropulsori. Il punto di partenza di questa innovazione tecnologica è l’implementazione di un sistema 48 Volt, all’interno delle architetture dei veicoli standard realizzando le vetture MHEV, Mild Hybrid Electric Vehicle. I sistemi 48 Volt si basano su una gestione efficiente dell’energia, meccanica ed elettrica, in quanto permettono di rigenerarla attraverso dei motori elettrici, immagazzinarla con le batterie 48V e utilizzarla alimentando dei dispositivi atti all’incremento delle prestazioni del veicolo stesso. Oggetto di questa tesi è un compressore elettrico alimentato da una rete 48 Volt, utilizzato per incrementare la potenza di un motore a benzina. Esso è posto in serie ad un tradizionale turbocompressore meccanico ed ha lo scopo di incrementare la coppia ai bassi regimi del motore, riducendo a zero il turbo-lag. Lo scopo del lavoro di tesi è stato quello di sviluppare un metodo di diagnosi e calibrazione del compressore elettrico, attraverso una logica attuata dalla centralina motore che ne controlla e ne gestisce le funzionalità. Ovvero, un metodo per diagnosticare un malfunzionamento del componente. Come l’underboost o l’overboost. Nel dettaglio sono state previste una diagnosi sulla pressione di sovralimentazione ed una sulla velocità di rotazione del compressore elettrico. Tali diagnosi sono state calibrate in funzione del comportamento del sistema in diverse condizioni operative, analizzando i dati sperimentali acquisiti direttamente in vettura durante i test su strada per definire un comportamento reale del sistema.
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Abstract
Polluting emissions and fuel consumptions have a central role in the new internal combustion engines design and development. Efficient and less polluting gasoline engines are now the main focus of vehicle manufacturers. One of the most common strategies to achieve this goal is down-sizing, a progressive displacement reduction with the use of turbocharging and supercharging systems. Current homologation regulations are leading vehicle manufacturers to the powertrain electrification. The starting point of this innovation is the introduction of a 48 Volt system in the standard vehicle architectures like MHEVs, Mild Hybrid Vehicles. The 48 Volt systems allow an efficient mechanical and electrical energy management, regenerating energy with electric motors, storing it with 48V batteries and using it for 48V components in order to increase vehicle performances. The object of this thesis is a 48V electric supercharger, used to increase a gasoline engine power, deleting the turbo-lag. The supercharger is placed in series with the mechanical turbocharger in order to gain high torque at low rpm. The thesis purpose is to develope a calibration and diagnosis method for the electric supercharger, through the engine control unit which controls it. This method has to detect a component malfunction like the underboost or the overboost. In this project were implemented two diagnosis, one on the downstream supercharger pressure and one on the supercharger rotational speed. The calibration of these two diagnosis was made analyzing sperimental data acquired from on board tests in order to define the vehicle’s behavior, as real as possible.
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