PRESENTAZIONE

Il corso approfondisce le problematiche di maggiore rilevanza e attualità relative ai Motori a Combustione Interna (MCI) alternativi.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il modulo intende fornire agli allievi un'adeguata preparazione di base sui motori a combustione interna alternativi (MCI), approfondendo alcune delle problematiche di maggior rilevanza con particolare riferimento al settore applicativo dei veicoli stradali. Fra le tematiche oggetto di trattazione si ricordano la regolazione convenzionale e non convenzionale dei MCI, le principali problematiche operative dei MCI, il controllo elettronico dei MCI, i sistemi di sovralimentazione a trascinamento meccanico ed a gas di scarico, le emissioni inquinanti dei MCI ed i relativi sistemi e dispositivi per il loro abbattimento.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine del corso lo studente acquisirà conoscenze specialistiche su alcuni aspetti di attuale rilevanza ai fini dello sviluppo dei motori a combustione interna alternativi, con particolare riferimento al settore della trazione stradale. Sarà pertanto in grado di gestire problematiche complesse relative alla progettazione, gestione e controllo dei principali sistemi e dispositivi presenti nei moderni MCI per autotrazione.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni, esercitazioni e laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

A.Lezioni

• Funzionamento reale e problematiche operative dei MCI - Il ciclo reale dei motori ad accensione comandata e Diesel: analisi delle perdite - Bilancio energetico di un MCI – Sistemi di alimentazione del combustibile dei MCI ad accensione comandata e Diesel.
• La regolazione dei MCI - Variabili di controllo del sistema motore - Caratteristiche meccaniche, caratteristiche di regolazione, piani quotati - La regolazione convenzionale dei MCI ad accensione comandata e Diesel - Studio delle principali grandezze motoristiche (potenza, coppia, consumo di combustibile) al variare della velocità e del carico – Analisi del funzionamento del motore in relazione al carico stradale – Concetto di downsizing - Cenno ai sistemi innovativi di regolazione dei MCI.
• Il controllo elettronico dei MCI - Generalità sul controllo elettronico dei MCI - Struttura e componenti di un sistema di controllo elettronico per MCI: sensori, ECU, attuatori - Controllo in loop aperto ed in loop chiuso - Operatività dei sistemi di controllo elettronico nei MCI ad accensione comandata e Diesel automobilistici – Esempi costruttivi.
• La sovralimentazione dei MCI - Matching motore-sovralimentatore: sovralimentazione meccanica, turbosovralimentazione - Determinazione delle condizioni di funzionamento di un sovralimentato­re a gas di scarico - Turboso­vralimentazione a pressione costante e ad impulsi: aspetti quantitativi, energetici, configurazione del circuito di scarico – Risposta in transitorio, caratteristiche di coppia dei MCI sovralimentati - Sistemi di controllo e regolazione mediante valvola waste-gate e turbina a geometria variabile (VGT) - Caratteristiche costruttive delle unità di sovralimentazione - Sistemi alternativi di sovralimentazione.

B.Esercitazioni

• Rilievi sperimentali al banco prova su un MCI per applicazione automotive.
• Misura al banco prova delle curve caratteristiche di un turbosovralimentatore.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• M. Capobianco - “Motori a combustione interna” – Appunti del corso.
• G. Ferrari -  "Motori a combustione interna" - Esculapio, 2016.
• J.B. Heywood -  "Internal Combustion Engine Fundamentals" - Mc. Grow-Hill, 1988.
• K. Zinner -  "Supercharging of Internal  Combustion  Engines" - Springer Verlag, 1977.
• N. Watson, M.S. Janota – “Turbocharging the Internal Combustion Engine” – MacMillan Press Ltd, 1982.
• AA.VV. – “Bosch Automotive Handbook” – 7th Edition, Robert Bosch GmbH, 2007.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MASSIMO CAPOBIANCO (Presidente)

DARIO BARSI

MATTEO DELLACASAGRANDE

MATTEO LUZZI

SILVIA MARELLI

FRANCESCA SATTA

DANIELE SIMONI

VITTORIO USAI

GIORGIO ZAMBONI

DAVIDE LENGANI (Presidente Supplente)

PIETRO ZUNINO (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

 Secondo il calendario e orario ufficiale delle lezioni pubblicato dalla Scuola Politecnica.

Orari delle lezioni

MODULO DI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Colloquio orale sugli argomenti trattati nell'ambito delle lezioni ed esercitazioni.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Conoscenze preliminari richieste:

Conoscenze di base di termodinamica e meccanica dei fluidi.

Criteri di classificazione dei MCI, nomenclatura e simbologia, parametri operativi e funzionali - Funzionamento ideale e reale dei MCI a 2 e 4 tempi - Diagrammi indicati, pressione media indicata ed effettiva, coefficiente di riempimento, espressioni della potenza - Cicli termodinamici di riferimento per lo studio dei MCI - Processi di combustione nei MCI ad accensione comandata e per compressione - Emissioni inquinanti dei MCI, sistemi e dispositivi per il controllo e l’abbattimento delle emissioni dei MCI.