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 sistemi di post-trattamento ottimizzati e tecnologie innovative per i motori termici. La capacità di analizzare e confrontare tecnologie e sistemi avanzati per motori a combustione interna a emissioni fortemente ridotte sarà un ulteriore obiettivo formativo raggiunto.

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.

PREREQUISITI

Si richiede che lo studente abbia acquisito una sufficiente conoscenza degli aspetti di base relativi ai motori a combustione interna (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 MC).

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo si articola in lezioni frontali in aula che prevedono la presentazione e la discussione dei contenuti teorici e esercitazioni sperimentali finalizzate a favorire l’apprendimento e la comprensione.

Potranno essere inoltre organizzati seminari tenuti da relatori Universitari e/o industriali.

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.
• 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.
• 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. 

Esercitazioni

• Potrebbero essere organizzate esperienze in laboratorio relative a 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 a combustione Interna a Ridotto Impatto Ambientale” – Appunti del corso.
• G. Ferrari, G. D’Errico, A. Onorati, Internal Combustion Engines. Società Editrice Esculapio. 2022.
• 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. 

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.

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

Rivolgersi al docente per ulteriori informazioni non comprese nella scheda insegnamento.