Verso autovetture diesel più ecocompatibili
I recenti progressi nei motori diesel per autovetture hanno portato ad un funzionamento altamente efficiente, con basse emissioni di CO2. Ma, come richiesto dai regolamenti europei, le emissioni di CO, HC, NOx e polveri sottili devono essere ulteriormente ridotte. Motivato da questa ragione, il progetto si è concentrato sullo sviluppo di un processo di combustione omogeneo per i veicoli passeggeri mossi da motori diesel. Il cosiddetto processo HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) può portare a bassissime emissioni di NOx e polveri senza compromettere l'efficienza del motore diesel. Parte del lavoro del progetto ha comportato uno studio dei fondamenti del comportamento del turbocaricatore e della formazione dello spruzzo nel funzionamento del motore diesel HCCI a medio carico. Usando simulazioni numeriche, sono state esaminate un'ampia gamma di configurazioni turbocaricatore-motore. Uno dei problemi chiave era proprio l'accoppiamento della turbina, in quanto in condizioni di funzionamento a medio carico in modo HCCI sono richiesti tassi elevati di EGR (Exhaust Gas Recirculation) e il raffreddamento della carica. I sistemi EGR sono tecniche efficienti per ridurre il livello di dannose emissioni NOx di un motore diesel mediante l'introduzione del gas di scarico nel sistema d'aspirazione del motore. Senza bruciare, il gas di scarico occupa una parte dello spazio della camera di combustione, abbassando la temperatura e le emissioni di NOx. In un motore turbocaricato, tassi EGR elevati possono far ridurre i tassi di flusso della massa e incrementare i tassi di compressione. Per una effettiva e affidabile predizione delle condizioni di funzionamento del turbocaricatore e quindi delle prestazioni del motore in modo HCCI, è stato generato un modello computerizzato. Inoltre la caratterizzazione dell'innovativo sistema di iniezione di nuova produzione è stata completata in una macchina di test sperimentale. Usando tecniche di raffigurazione laser, è stato possibile monitorare e analizzare la formazione dello schema di spruzzo riproducendo condizioni termodinamiche simili a quelle che si creano nell'iniezione di carburante avanzata. Inoltre sono state studiate anche le analogie ancora ignote tra parametri come la pressione del carburante, la durata d'impulso d'iniezione, la densità dell'aria, la temperatura dell'aria e la penetrazione dello spruzzo. Si cercano collaborazioni con istituzioni di ricerca e/o fabbricanti di motori pesanti e automobilistici con esperienza di formazione dello schema di spruzzo nel funzionamento in modo di combustione HCCI e/o accoppiamento motore-turbo.
