Riassunto analitico
Negli anni il target di emissione di CO2 imposto dalla Commissione Europea è divenuto via via più stringente, e questo ha da sempre spinto i costruttori all’inseguimento della massima efficienza del powertrain; un campo che ha grandi potenzialità in termini di riduzione delle emissioni di CO2 è il thermal management.
L’obiettivo di questo elaborato di tesi è quello di valutare l’impatto del thermal management sulla riduzione di CO2 per un powertrain benzina ad elevate prestazioni. Infatti, durante il warm-up del powertrain, la sua efficienza è fino al 30% inferiore rispetto a quando esso è regimato termicamente, e questo comporta un inevitabile aumento dei consumi, quindi dell’emissione di CO2, sia in fase omologativa sia nella vita reale del veicolo.
Innanzitutto ci si è concentrati sul circuito di raffreddamento del motore: in particolare è stata condotta un indagine sperimentale su alcune soluzioni che avevano come filo conduttore la riduzione del tempo di warm-up del motore attraverso la riduzione della massa di coolant riscaldato durante il warm-up.
Tuttavia l’obiettivo del thermal management non è solo velocizzare il più possibile il warm-up del powertrain, ma è anche quello di gestire i flussi termici all’interno dello stesso con lo scopo di favorire il riscaldamento di quegli elementi che hanno il maggior impatto sul consumo di combustibile durante il warm-up.
In tal senso, è stata condotta un’indagine sperimentale sugli effetti in termini di tempo di warm-up e di emissione di CO2, sia della massa di olio riscaldata durante il warm-up, sia della presenza di uno scambiatore di calore tra coolant e olio motore. Sono state poi considerate alcune soluzioni per sfruttare i benefici quantificati durante tale indagine sperimentale.
L’attenzione si è poi spostata sull’efficienza della trasmissione: si è dapprima quantificato sperimentalmente l’impatto della temperatura dell’olio trasmissione sull’emissione di CO2, e si sono poi considerate alcune soluzioni per velocizzare il warm-up dell’olio trasmissione.
Infine, ci si è soffermati sulla pratica dell’incapsulamento del powertrain: infatti, così come vogliamo raggiungere il prima possibile le condizioni termiche di massima efficienza, vogliamo allontanarci il più lentamente possibile da tali condizioni una volta spento il motore. Racchiudere il powertrain all’interno di un guscio di materiali isolanti consente di ridurre lo scambio termico con l’ambiente e rallentare quindi il raffreddamento dello stesso una volta spento il motore.
In particolare, nell’elaborato di tesi è stata analizzata una soluzione di incapsulamento, e sono stati valutati sperimentalmente i benefici a cui essa porta in fase omologativa.
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