Riassunto analitico
Negli ultimi anni l’industria motoristica, per contenere l’impatto ambientale dei motori endotermici alternativi, ha sviluppato un lavoro di ricerca che ha permesso di imporre sul mercato sistemi ibridi capaci di ridurre le emissioni nocive e, soprattutto, di rispettare i vincoli imposti dai legislatori. Le attività di ricerca svolte nell’ambito del presente lavoro di tesi, hanno riguardato la caratterizzazione numerico-sperimentale di elettropompe utilizzate per trasmissioni ibride di motori endotermici alternativi ad elevata potenza specifica. In particolare, sono stati analizzati alcuni modelli di elettropompa aventi come funzione quella di gestire la movimentazione di cambi robotizzati e sistemi DCT (Dual Clutch Transmission) di vetture caratterizzate da elevati valori di potenza specifica. Il lavoro di ricerca è stato condotto presso il laboratorio Hy.Sy.De. (Hydraulic System Design) del Dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria dell’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia. L’attività è stata svolta in collaborazione con Oerlikon Graziano S.p.A., azienda leader mondiale nel settore dello sviluppo e della realizzazione di trasmissioni di potenza per veicoli altamente prestazionali. L’Azienda Oerlikon Graziano ha fornito i prototipi necessari per poter svolgere le prove sperimentali, mediante le quali sono state ottenute le misurazioni utili per la validazione dei modelli di simulazione. Inoltre, l’azienda ci ha supportato mettendo a disposizione tutto il know-how, l’hardware ed il software necessari per quanto riguarda i sistemi di comando e di controllo delle elettropompe testate al banco prova. Per poter effettuare la sperimentazione sui prototipi, è stato progettato e, successivamente, realizzato un banco prova flessibile, pensato primariamente per la caratterizzazione di elettropompe per applicazioni ibride, ma in grado anche di essere utilizzato anche per altre applicazioni tipiche del settore oleoidraulico. Tutti i dati relativi alle prove sperimentali sono registrati mediante il sistema di acquisizione National Instrument, interfacciato a sua volta con il software di gestione LabView (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), ambiente di programmazione grafica per lo sviluppo di applicazioni volte all’acquisizione e all’analisi delle misurazioni ottenute. Parallelamente, mediante l’ausilio dell’ambiente di simulazione LMS Imagine Lab AMESim (Adaptive Modelling Environment for Simulation), strumento CAE specifico per la progettazione assistita dal calcolatore di circuiti e di componenti idraulici, sono stati implementati e validati anche vari modelli di simulazione a parametri concentrati e distribuiti, relativi alle diverse elettropompe provate al banco. Tali modelli di calcolo, basati sulle mappe di funzionamento sperimentali ottenute al banco prova, sono stati poi inseriti all’interno di modelli di simulazione più complessi, relativi cioè all’intero circuito idraulico di azionamento della trasmissione ibrida del veicolo, permettendoci così di valutare al meglio le potenzialità delle elettropompe e di ottimizzarne, al contempo, le prestazioni.
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