Gli additivi fanno la differenza
La recente legislazione ambientale ha rafforzato la necessità di additivi per il controllo dei depositi di carburante tali da mantenere il motore diesel pulito e mantenere basse emissioni da parte dei veicoli. Inoltre, l’introduzione di carburante diesel con contenuto di zolfo notevolmente inferiore ha portato alla necessità di additivi lubrificanti, additivi per il miglioramento della conduttività e altre tipologie di additivi. La crescita relativa all’impiego di additivi diesel per carburanti riflette la crescente domanda di gasolio e la tecnologia in evoluzione in fatto di motori diesel. Il progetto FAEFID (Characterisation of fuel additives effect on fuel injector design), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di valutare sistematicamente gli effetti degli additivi sulle prestazioni del motore diesel. A causa della loro natura brevettata e delle complesse composizioni chimiche, gli additivi e i meccanismi con cui essi influenzano il flusso negli ugelli e la formazione di getti non erano ben noti. La comprensione del modo in cui tali sostanze migliorano la potenza dei motori è fondamentale per i futuri sviluppi nella progettazione di iniettori e additivi. A tale fine, i ricercatori hanno sviluppato un prototipo di ugello e una tecnica di misura innovativa che coinvolge misurazioni di densità mediante l’utilizzo di raggi X. L’apparato sperimentale ha dimostrato di supportare una rapida visualizzazione del flusso interno di combustibile a una risoluzione di circa 15 μm. I ricercatori sono stati in grado di identificare le caratteristiche transitorie del flusso, le quali sono state studiate nel dettaglio. Nello specifico, sono state ottenute informazioni sui meccanismi di scia vorticosa, attraverso distacco e collasso relativo alle formazioni di bolle. Le misurazioni della densità mediante microtomografia computerizzata hanno fornito dati quantitativi sulla frazione volumetrica relativa a vapore o fluido combustibile. Il team del progetto FAEFID ha individuato le differenze tra i diversi additivi ma, soprattutto, ha raccolto dati di convalida sufficienti per i modelli fluidodinamici computazionali (CFD, computational fluid dynamics). I modelli CFD sono stati sviluppati per descrivere con precisione l’effetto di alcuni additivi sul flusso di carburante. Il sistema di iniezione del carburante si trova nel cuore del motore diesel, e la scarsa qualità del gasolio rappresenta il suo più grande nemico. I risultati del progetto, descritti in cinque pubblicazioni su riviste ad alto impatto, contribuiranno a proteggere il sistema di iniezione del carburante attraverso lo sviluppo di una nuova linea di additivi per carburanti diesel.
Parole chiave
Additivo, combustione interna, combustibile diesel, FAEFID, fluidodinamica computazionale
