PRESENTAZIONE

L'insegnamento approfondisce le problematiche di maggiore rilevanza e attualità relative ai Motori a Combustione Interna (MCI) alternativi e ai sistemi propulsivi ad elevata compatibilità ambientale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento intende fornire agli allievi una conoscenza critica sui sistemi propulsivi ad elevata compatibilità ambientale per i diversi settori applicativi, approfondendo problematiche di maggior rilevanza per il settore dei veicoli stradali. A tal fine sarà fornita un'adeguata preparazione di base sui motori a combustione interna alternativi (MCI) e sarà approfondita la problematica del contenimento dell'impatto ambientale dei veicoli stradali attraverso l’impiego di tecnologie innovative per i motori termici ed i sistemi di propulsione ibrida.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione attiva alle lezioni frontali e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

- conoscere le principali problematiche relative all’impatto ambientale di motori a combustione interna;

- approfondire ed individuare l’architettura di sistemi propulsivi ad elevata compatibilità ambientale.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede lezioni in aula sugli argomenti indicati nel programma ed esercitazioni sperimentali in laboratorio su specifici aspetti correlati agli argomenti trattati a lezione. Potranno essere inoltre organizzati seminari tenuti da relatori Universitari e/o industriali.

Gli studenti che abbiano certificazioni in corso di validità per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente per la disabilità della Scuola Politecnica, Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche e di esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali

PROGRAMMA/CONTENUTO

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. Processi di combustione in 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 - Sistemi di controllo delle valvole nei MCI alternativi: sistemi Variable Valve Timing (VVT) e Variable Valve Actuation (VVA), esempi costruttivi, strategie di controllo.

• Le emissioni ed il controllo degli inquinanti dei MCI - Procedure normalizzate di prova per i veicoli stradali e limiti di emissione. Sistemi e dispositivi avanzati per il contenimento delle emissioni inquinanti allo scarico e strategie di controllo motore dei sistemi integrati di post-trattamento. - Riduzione delle emissioni di CO2 dei motori termici - Problematiche, quadro normativo e possibili campi di intervento. Sistemi propulsivi elettrici ed ibridi. Applicazione di fuel cell.
• 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. Schemi impiantistici avanzati mono e bistadio, recupero dell’energia dal turbosovralimentatore.

Esercitazioni

• Rilievi sperimentali al banco prova su un MCI e/o un sistema di sovralimentazione per applicazione automotive

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in aulaweb. Gli appunti presi durante le lezioni ed il materiale in aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame.

• S. Marelli - “Motori e Sistemi Propulsivi per la Transizione Energetica” – 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.
• K. Owen, T. Coley, Automotive Fuels Reference Book, Society of Automotive Engineers.
• L.J.M.J. Blomen, M.N. Mugerwa, Fuel Cell Systems, Plenum Press, New York, 1993

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/9270/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in un colloquio orale avente la finalità di verificare la comprensione e la conoscenza degli argomenti trattatti nelle lezioni ed esercitazioni. Sarà possibile richiedere appelli su appuntamento.

Si consigliano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali e forniscano idonei strumenti compensativi. Si rammenta inoltre che la richiesta di misure compensative/dispensative per gli esami dovrà essere inviate al docente del corso, al referente di Scuola (federico.scarpa@unige.it) e al settore (dsa@unige.it) almeno 10 giorni lavorativi prima della prova, come da linee guida https://unige.it/disabilita-dsa/studenti-disabilit%C3%A0

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale verterà sugli argomenti trattati a lezione ed avrà lo scopo di valutare non soltanto il raggiungimento di un adeguato livello di conoscenza, ma anche l’acquisizione di capacità critiche di analisi e di ragionamento sulle tematiche affrontate durante il colloquio. Saranno inoltre valutati la chiarezza espositiva e l’utilizzo corretto della terminologia tecnica.

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.