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Lo studio, analizzando i sistemi di iniezione diretta ad alta pressione per motori AC (ad Accensione Comandata), mostra un primo approccio alla modellazione CFD d’iniettori di tipo GDI (Gasoline Direct Injection). Tramite confronto con rilievi sperimentali, è stato validato un processo concettuale in cui, partendo dall’analisi fluidodinamica di un iniettore, vengono previsti per passi successivi le caratteristiche dello spray generato, la sua evoluzione per la formazione della carica in un motore termico “virtuale”, l’andamento della combustione ed infine gli inquinanti emessi. In particolare, tramite il software AVL-FIRE™, sono state analizzate le caratteristiche dello spray per valori crescenti della pressione di iniezione, in termini di lunghezza di penetrazione, angolo del cono e forma per specifici iniettori forniti dall’azienda Continental Automotive Italy S.p.A. Inoltre, a seguito di validazione sperimentale per la configurazione di iniezione originale del propulsore reale, sono state qualitativamente valutate, tramite simulazioni, le emissioni inquinanti in termini di ossidi di azoto (NOx) e particolato sottile al variare della strategia (iniezione singola o multipla) e della legge (anticipo o ritardo) di iniezione all’interno del ciclo termodinamico. I risultati, anche se da considerarsi di prima approssimazione qualitativa, sono stati ottenuti con un basso sforzo computazionale, grazie a forti ipotesi semplificative sulla modellazione del problema.


This study examines the high pressure direct injection systems for Spark Ignition (SI) engines and shows a first approach to CFD modeling of GDI (Gasoline Direct Injection) injectors. Through the comparison with experimental observations, a conceptual process has been validated: given the internal fluid dynamics of an injector, it is possible to foresee, by subsequent steps, the characteristics of the formed spray, its evolution into a “virtual” combustion engine, the performance of the combustion and eventually the emitted pollutant. Specifically, by means of AVL-FIRE™ software, the spray characteristics (penetration length, cone angle and shape) of specific injectors, provided by Continental Automotive Italy S.p.A., were examined as the injection pressure assumes increasing values. Furthermore, following the experimental validation of the original injection configuration of the actual engine, the polluting emissions were evaluated: by means of simulations, nitrogen oxides (NOx) and fine particulate matter (Soot) were calculated while varying the strategy (single or multiple injection) and the law (advance or delay) of the injection within the thermodynamic cycle. The results, even if qualitatively on first approximation, were obtained with minimum effort from the computational point of view, thanks to strong simplifying hypothesis about the problem modeling.