Ingegneria Energetica

Motori per la Mobilità Sostenibile

Informazioni generali

Anno di corso: 1
Semestre: 1
CFU: 6

Docente responsabile

Vittorio ROCCO

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire le conoscenze teoriche e tecniche nel campo dei motori impiegati nell'autotrazione con particolare riferimento ai propulsori termici alternativi

Più specificamente si presentano e si analizzano le soluzioni motoristiche più avanzate, sia in relazione alle innovazioni tecnologiche più recenti (alimentazione aria e sistemi di iniezione, logiche di controllo e post-trattamento dlle emissioni, etc.) sia in relazione all'adozione di combustibili gassosi e di origine vegetale.

L'analisi viene effettuata per le due tipologie di m.c.i. per l'autotrazione (motori ad accensione comandata e ad accensione spontanea) con particolare riferimento al miglioramento delle prestazioni (consumo specifico) ed alle tecnologie per la riduzione delle emissioni inquinanti.

Lo studente deve essere in grado di comprendere le complesse fenomenologie dei principali processi termofluidodinamici che li caratterizzano-

L'obiettivo è,quindi, di fornire agli studenti nozioni, strumenti di analisi e criteri progettuali sulla base di conoscenze teoriche e tecniche al fine di saperne anche cogliere le differenti peculiarità in termini di impiego ottimale in relazione alla missione del veicolo.

Programma

Generalità sui m.c.i. e loro parametri caratteristici. Richiami di termodinamica delle miscele di gas reagenti. Analisi dei cicli ideali. Processo di ricambio della carica, disegno ed ottimizzazione dei sistemi di aspirazione e scarico per un motore a quattro tempi, influenza della fasatura sulle prestazioni del motore, sovralimentazione. Dispositivi di introduzione del combustibile: sistemi di iniezione. Combustione nei motori ad accensione comandata. Termodinamica del processo di combustione, valutazione della velocità del fronte di fiamma in una miscela omogenea, influenza del disegno della geometria della camera sulla fase di combustione. Combustione nei motori ad accensione per compressione generalità sulla fase di combustione, valutazione della evoluzione dello spray di combustibile in camera e della sua interazione con il campo di moto presente nel cilindro, evaporazione del combustibile. Analisi del disegno della camera di combustione per motori diesel ad iniezione diretta ed indiretta. Formazione e controllo delle sostanze inquinanti presenti nei gas di scarico; processi di formazione degli inquinanti gassosi (NOx, CO, HC) e solidi (particolato) strategie di intervento per limitarne la formazione. Dispositivi di abbattimento e conversione delle sostanze nocive presenti nei gas di scarico; marmitte catalitiche, trappole per particolato. Controllo delle emissioni sonore in un m.c.i.. Scambio termico, attrito e lubrificazione dei m.c.i.. Misure di laboratorio descrizione di una sala prova motori. Richiami sulle tecniche di misura utilizzate. Analisi sperimentale delle prestazioni di un m.c.i. (curve di coppia, potenza, coefficiente di riempimento etc. ). Misura della pressione all’interno del cilindro e analisi di rilascio di calore. Propulsori ibridi e ad azionamento elettrico.

Eventuali propedeuticità

Laurea nella classe di Ingegneria Industriale.

Gli studenti devono aver superato gli esami propedeutici di Fisica Tecnica e Macchine.

Testi di riferimento

Dispense preparate a cura del titolare del corso e presenti sul sito di Didattica Web dell'Ateneo per: 265 pagine di testo; 409 slide in pptx. Files di risultati sperimentali misurati al banco prova di laboratorio.
Motori a Combustione Interna, Prof. Giancarlo Ferrari.

Modalità d'esame

La valutazione della preparazione consiste in una prova orale nel corso della quale si richiede che lo studente sia in grado di:

descrivere le complesse fenomenologie coinvolte nei processi termofluidodinamici dei motori termici;
saper formulare le relazioni fisico-matematiche teoriche che regolano il funzionamento dei m.c.i., ivi compresi gli aspetti legati all'inquinamento ambientale;
effettuare confronti, con capacità di analisi critica, in termini di prestazioni ed impatto ambientale tra i diversi tipi di propulsori.

Capacità espressive, logica e chiarezza espositiva sono parte integrante della verifica dell'apprendimento ai fini della valutazione della preparazione.