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Tesi etd-02022018-164148


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BARSANTI, TOMMASO
URN
etd-02022018-164148
Title
Bounce e post-injection negli iniettori a solenoide ad alta pressione: analisi di design e misura mediante sensori a fibra ottica a reticolo di Bragg
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA MECCANICA
Supervisors
relatore Prof. Beghini, Marco
Parole chiave
  • FBG
  • DOE
Data inizio appello
28/02/2018;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
28/02/2088
Riassunto analitico
L'adozione in ambito europeo di normative sempre più stringenti per quanto riguarda le emissioni di particolato dei motori a combustione interna, impone una sempre migliore conoscenza ed un continuo miglioramento delle prestazioni dei sistemi di iniezione benzina. In particolar modo, le prestazioni dipendono fortemente dal funzionamento dell'iniettore. In questo contesto si colloca il presente lavoro di tesi, svolto presso Continental Automotive Italy S.p.A. nello stabilimento di San Piero a Grado.
Lo scopo della prima parte di questo lavoro, incentrato sugli iniettori a solenoide per iniezione diretta ad alta pressione, è lo studio dell'effetto che alcuni parametri di design di componenti interni all'iniettore hanno sul bounce e sul post-injection; questi rappresentano delle riaperture indesiderate della valvola che provocano immissioni di combustibile attraverso uno spray di bassa qualità, con conseguente aumento delle emissioni inquinanti.
Per fare ciò, è stato sviluppato un modello che simulasse il comportamento fluidodinamico di questi componenti durante la chiusura della valvola, in modo da ricavare l'andamento dei fenomeni di bounce e post-injection; successivamente, tramite un approccio DoE (Design of Experiments) e un'analisi di regressione, sono stati individuati i CDPs (Critical Design Parameters, parametri critici di design) e sono state ricavate le funzioni di trasferimento che legano questi ai fenomeni di riapertura dell'iniettore. Infine è stata eseguita un'analisi di sensitività per capire quanto le variazioni di questi parametri (rispetto ad una condizione di riferimento) influenzino il bounce e il post-injection.
Parallelamente a questa attività teorica, è stata sviluppata un'attività sperimentale in collaborazione con l'Istituto TeCIP della Scuola Superiore Sant'Anna ed inquadrata nell'ambito del progetto MIIID (Metodi Innovativi Iniettori Iniezione Diretta) finanziato dalla Regione Toscana, volta a misurare tramite sensori a fibra ottica a reticolo di Bragg alcune grandezze di interesse legate al funzionamento dell'iniettore (nello specifico la deformazione assiale e circonferenziale del corpo valvola e lo spostamento dell'ago che apre e chiude la valvola).
Sono stati quindi sviluppati dei semplici modelli analitici per validare il metodo di misura, e sono stati progettati e riprogettati alcuni componenti interni dell'iniettore necessari per l'implementazione del metodo di misura. \'E stata definita inoltre una procedura di assemblaggio che consenta il montaggio delle fibre all'interno della valvola, tenendo conto di tutti i vincoli geometrici e funzionali esistenti.
In particolare, la misura dello spostamento dell'ago mediante sensori a fibra ottica a reticolo di Bragg rappresenterebbe un metodo innovativo per verificare in modo semplice ed economico la presenza effettiva dei fenomeni di bounce e di post-injection nei componenti reali, verifica che ad oggi viene eseguita con grande dispendio di tempo e di risorse.
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