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Le sempre più stringenti norme anti-inquinamento hanno portato le case automobilistiche a ricercare nuovi metodi di combustione per motori ad accensione spontanea, che possano ridurre le emissioni inquinanti mantenendo un rendimento simile a quello dei motori convenzionali . Una soluzione di semplice attuazione è l’utilizzo di miscele di combustibili, dove insieme ad un combustibile ad alto numero di cetano viene miscelato un piccolo quantitativo di un combustibile con numero di cetano più basso. L’obiettivo è ottenere un combustibile che possieda caratteristiche di volatilità e propensione alla autoaccensione diverse dai combustibili originari. L’Istituto Motori di Napoli ha realizzato esperimenti su un motore con una miscela di gasolio (80% - 60%) e benzina (20% - 40%), chiamata G20 – G40. L’effetto della benzina è di aumentare il ritardo all’accensione e perciò di prolungare il tempo di miscelamento con conseguente riduzione simultanea di NOX e particolato. Gli obiettivi di questa tesi sono la modellazione numerica del motore attraverso il codice CFD AVL FIRE e la simulazione di combustioni con miscele di combustibili. Tale lavoro ha richiesto uno studio preliminare dei modelli di spray e combustione presenti nel software ed una campagna di prove per la determinazione dei parametri e delle costanti che intervengono direttamente nelle equazioni dei modelli.

Title: Numerical modelling of a compression-ignition engine with fuel blends
The increasingly stringent pollutant emission and fuel consumption regulations have urged engine manufacturers to investigate next-generation combustion modes for internal combustion engines that can reduce exhaust emissions maintaining diesel-like thermal efficiency. A possible solution is the use of fuel-blends: a high cetane number fuel is blended with a small amount of lower cetane number fuel. The aim is to obtain a fuel whose volatility and auto ignition characteristics and are different from the original fuels ones. Istituto Motori - CNR, based in Napoli, carried out experimental tests with a compression-ignition engine using two different mixtures of diesel fuel (80% - 60%) and gasoline (20% - 40%), named G20 – G40. The effect of gasoline is to increase the ignition delay and thus to extend the mixing time, with consequent simultaneous reduction of NOX and soot emissions. The aims of this thesis are the engine numerical modeling, by means of the CFD AVL FIRE code, and the combustion simulation with different fuel-blends. A preliminary study of the spray and combustion models embedded in the software, as well as an experimental test campaign were carried out, in order to determine the parameters and constants necessary to tune the models.