Riassunto analitico
Allo stato attuale l’ecosistema mondiale è fortemente disturbato da quella che è la presenza umana.
La forte domanda di energia, crescente giorno per giorno, è la principale causa di emissioni fortemente inquinanti. L’energia richiesta è spendibile in molte forme, tra le quali la mobilità, ormai indispensabile per la vita quotidiana nelle società sviluppate.
Questa tesi si concentra sulla mobilità a due ruote nel settore europeo. Nello specifico si studierà quelle che sono le nuove normative EURO 5 che entreranno in vigore nel 2020 e che regolamentano le emissioni dei motocicli per circolare nelle strade europee.
La metodologia proposta è basata sull’utilizzo della modellazione CFD monodimensionale, adatta allo scopo per la sua versatilità e predizione per i fenomeni fisici in gioco. La trattazione in seguito è divisa in due macro aree di analisi, la prima è focalizzata sullo studio dell’abbattimento delle emissioni chimiche inquinanti, mentre la seconda verterà sullo studio dell’acustica e l’abbattimento delle emissioni sonore.
Dopo un breve riepilogo sul funzionamento e sulle caratteristiche del catalizzatore a tre vie usato in ambito motore a ciclo Otto, si ricostruirà virtualmente quello che è il banco prova su cui si effettua il ciclo guida di omologazione. A seguito il focus si sposterà sul modello CFD 1D del motore fornito dal produttore e si creeranno delle mappe di funzionamento regime/carico. Il connubio del banco prova calibrato e delle mappe motore indicheranno quello che è la regione di funzionamento durante il ciclo guida e da questi si farà l’analisi per il dimensionamento del catalizzatore. Dopo la scelta delle sue caratteristiche si verificherà la sua bontà con la simulazione dell’intero ciclo guida, valutando il rispetto delle soglie massime di emessi da normativa. A conclusione si effettua una prova di catalyst-heating e verifica delle massime temperature in gioco.
Nella seconda parte si analizzano le basi dell’acustica per esplicare il funzionato dei singoli dispositivi di abbattimento. A seguire si proveranno varie geometrie di silenziatori e vani di espansione valutandone l’efficacia anche in combinazione tra loro. Decisa la soluzione migliore si concluderà l’analisi acustica con la simulazione della prova di pass-by secondo normativa.
Come analisi finale si valuterà la variazione prestazionale del motore dal modello di partenza a quello pronto per l’omologazione, valutando sviluppi futuri della metodologia presentata.
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