• heat transfer
• heat release
• dati indicati
• motore a combustione interna

Questo lavoro di tesi è stato svolto presso il Centro Prove della azienda HPE COXA, in particolare i dati raccolti per il seguente studio provengono dalla sperimentazione svolta su un motore ad alta potenza specifica. Il motore a ciclo Otto in dotazione è un sei cilindri con architettura a "V" biturbo, distribuzione a fasatura variabile delle valvole di aspirazione e scarico, iniezione diretta di combustibile in camera e con una potenza specifica compresa in un intervallo di 200-300 Cv=l.
Il seguente lavoro di tesi nasce in primo luogo dall'esigenza di verificare quali parametri di processamento affliggono maggiormente i dati indicati che si ottengono dalle misure al banco e di stimarne quantitativamente la loro influenza. Il secondo obiettivo è quello di ricavare un metodo che permetta di ottenere il calcolo del rilascio di calore della combustione che tenga conto delle condizioni di funzionamento del motore e della perdita di calore a parete. Tale metodo deve essere implementato per un utilizzo real-time.
Nella prima parte della seguente trattazione si effettua una breve panoramica sui dati indicati che normalmente vengono acquisiti in ambito sperimentale (precisamente nel Capitolo 1) e si illustrano i principali strumenti atti a misurarli (precisamente nel Capitolo 2).
Successivamente nel Capitolo 3 si espone la procedura seguita per la replicazione dei dati indicati elaborati dal sistema di acquisizione (AVL IndiCom). Tale replicazione viene effettuata mediante uno script in linguaggio MATLAB per verificare gli scostamenti tra i dati ottenuti dal sistema di acquisizione e quelli riprodotti dallo script. In particolare si vanno a ricavare le curve di rilascio di calore, gli angoli corrispondenti ai percentili 10, 50 e 90 di frazione di massa bruciata, le pressioni medie indicate lorde e quelle di pompaggio. Tali dati vengono ottenuti per due condizioni di funzionamento del motore (la prima corrispondente ad una condizione a bassi giri/carico mentre la seconda ad alti giri/carico). Lo scopo di questo capitolo è quello di verificare il livello di accuratezza dei risultati ottenuti dai metodi utilizzati nello script in quanto non sono note tutte le procedure di calcolo per l'ottenimento dei dati indicati effettuati da IndiCom.
Nel Capitolo 4 si va ad effettuare la replicazione del procedimento effettuato da IndiCom per stimare la pressione assoluta in camera e si analizza l'effetto dato dalla variazione di quei parametri che influiscono sulla sua stima. Si è preferito dedicare un capitolo intero a tale procedura in quanto rappresenta un passo importante nella riproduzione dei dati elaborati. Un errore sulla stima della pressione assoluta potrebbe alterare significativamente i dati indicati da cui dipendono dal valore della pressione in camera. Il valore della pressione assoluta presente in camera di combustione non è direttamente misurabile a causa dell'impiego di un trasduttore piezoelettrico che per il suo principio di funzionamento rende impossibile la misura del valore assoluto della pressione, come verrà specificato in modo maggiormente dettagliato in sezione 2.3. Diventa necessario quindi effettuare un riferimento alla pressione assoluta che in gergo viene detto pegging.
Una volta verificato che gli scostamenti da IndiCom dei dati indicati considerati e la stima della pressione assoluta fossero di entità trascurabile si è proceduto con l'analisi di sensibilità trattata nel Capitolo 5. L'analisi di sensibilità dei dati indicati viene effettuata andando ad alterare i principali parametri di processamento che fanno parte della catena di misura per l'ottenimento di tali dati. È importante sottolineare che lo scopo di questa analisi non è quello di ricercare la causa che ha provocato la variazione di ciascun parametro di processamento, piuttosto si vuole analizzarne l'effetto che provoca sui dati indicati.
Nel Capitolo 6 si espone un modello per impiego real-time per la determinazione del rilascio di calore in camera di combustione. Lo scopo di tale modello è quello di ottenere un metodo per la determinazione del calore netto della combustione (in cui si trascura la perdita di calore alle pareti della camera di combustione).
Nel Capitolo 7 si illustra il metodo adottato per ottenere il rilascio di calore lordo della combustione (in cui si tiene conto della quota di calore ceduta alle pareti della camera di combustione).
Infine nel Capitolo 8 si vanno a discutere i risultati ottenuti dal modello di rilascio di calore netto andando a confrontarli con i risultati che si ottenevano dal modello precedente implementato nel sistema di acquisizione. Si discutono inoltre i risultati ottenuti dal modello di rilascio di calore lordo, andando ad evidenziare le limitazioni del modello e le proposte future per il suo affinamento.