Verso un motore diesel più pulito Nell'ambito del progetto MINNOX è stato sviluppato un modello ingegneristico per studiare tutti gli importanti effetti fisici che avvengono in un motore a combustione interna. È basato su studi numerici dettagliati del flusso complesso della miscela di carburante e si può implementare abbastanza facilmente in fasi diverse della progettazione del motore diesel. Cambiamento climatico e Ambiente © Shutterstock I motori diesel offrono la possibilità di combinare un rendimento termico molto elevato con il rendimento di combustibile, che porta a basse emissioni di carbonio. Gli unici inconvenienti sono le emissioni di ossidi di azoto (NOx) e particolato, che si alternano in molti aspetti della progettazione del motore. Ad esempio, temperature molto alte nella camera di combustione possono contribuire a ridurre le emissioni di particolato carbonioso, ma producono livelli maggiori di ossidi di azoto. Il progetto MINNOX aveva lo scopo di identificare il metodo più efficace per ottenere le riduzioni drastiche di emissioni di NOx dai motori diesel prescritte a breve e medio termine dai legislatori. Gli strumenti di modellizzazione si sono dimostrati utili per ridurre il lavoro sperimentale necessario per prevedere con precisione la formazione di miscela di combustibile e la successiva performance dei motori a combustione interna. La ricerca condotta presso i laboratori della Ford-Werke AG in Germania si è concentrata sul miglioramento della modellizzazione di fluidodinamica computazionale (CFD) dell'attrito di parete e del trasferimento di calore all'interno del cilindro del motore. A questo scopo, è stata presa in considerazione anche la circolazione di refrigerante per rimuovere il calore dai componenti del motore ed evitare che si raggiungano le alte temperature che sarebbero dannose per l'olio lubrificante. La verifica del modello di trasferimento di calore potenziato è stata condotta per configurazioni di flusso idealizzate confrontando dati sperimentali e dati delle simulazioni di Large eddy (LES). Per calcolare il flusso di gas e acqua, le grid computazionali sono state generate in base ai modelli di progettazione assistita dal computer (CAD) dei componenti della camera di combustione e della camera d'acqua di raffreddamento attorno al cilindro del motore. Quando è stato usato per calcolare le temperature del metallo di un motore a benzina moderno e all'avanguardia, è stata dimostrata chiaramente la precisione del nuovo modello che unisce la fluidodinamica computazionale con i metodi degli elementi finiti (FE).
