Post-elaborazione dei dati

Per l’analisi successiva dei dati si è realizzato un secondo virtual instrument nel quale sono implementati i modelli per il calcolo del rilascio di calore e per eventuali altre elaborazioni. Il software appare simile a quello di acquisizione tranne per la mancanza dei blocchi di acquisizione e per la fase di prima elaborazione che, essendo già stata svolta a valle dell’acquisizione, non è necessario ripetere.

I comandi del vi consentono di scorrere i …les di prova selezionati visual- izzando le singole acquisioni che li costituiscono ed in esse i singoli cicli che le costituiscono. Il software, per prima cosa crea un gra…co della prova sul quale un indicatore mostra che punto della prova sta per essere visualizzato dall’utente.

Di ognuno dei cicli contenuti nel documento il software calcola la M F B e la funzione @Qco

4.7. POST-ELABORAZIONE DEI DATI 53 combustione. Di queste due funzioni si calcolano alcuni indicatori: gli angoli #de #b, di cui si è già discusso, l’angolo per cui la frazione di massa combusta

vale 50% e l’angolo per cui è massima la derivata @Qco

@# . Questi due angoli

sono molto importanti poichè ad essi ci si riferisce in fase di calibrazione per individuare la fasatura ottimale.

Figura 4.9: Andamento della pressione, MFB e dQco di un singolo ciclo

campionato. Benzina B, 4500 rpm, dosatura 0; 9, anticipo 21; 5. Prova 33=60 Ciclo 3=50.

Il vi per l’analisi dei dati fornisce in…ne una serie di …les già elaborati contenenti gli andamenti del rilascio di calore e l’interezza dei parametri signi…cativi calcolati sui dati di pressione originali. Si e¤ettua un calcolo della pressione media indicata, degli angoli caratteristici della combustione (in corrispondenza di M F B 10, 50 e 90%). E¤ettua inoltre un’analisi statistica sulla dispersione dei dati di pressione massima, pressione media indicata e sugli angoli calcolati, per condurre studi sulla dispersione ciclica e sulla variazione delle prestazioni.

Figura 4.10: Andamento della pressione, MFB e dQco di un ciclo medio.

4.7. POST-ELABORAZIONE DEI DATI 55 Nelle …gure 4.9 e 4.10 si osserva un esempio dei risultati ottenuti. In particolare si è scelto di mostrare una prova in cui la detonazione è molto accentuata. Si osservi come il singolo ciclo presenti forti oscillazioni special- mente presenti durante la fase di combistione. Tali oscillazioni sono dovute principalmente alla presenza della detonazione nell’intervallo fra il 70% ed il 90% di massa bruciata. Si può osservare nel secondo gra…co come il time averaging operato nei cicli medi attenui tutti i fenomeni ad alta frequenza e mostri un ciclo più pulito. Si osserva tuttavia che la funzione @Qco

@# calco-

lata sul ciclo medio mostra chiaramente la presenza di forti variazioni nella funzione di rilascio del calore dovute principalmente alla presenza di una detonazione molto marcata che si veri…ca sulla maggior parte dei 50 cicli sui quali è stato calcolato il ciclo medio.

Capitolo 5

Prove

5.1

Introduzione

Le prove sui carburanti sono state svolte nell’arco di un anno: le prime prove sono state svolte con una normale benzina commerciale, fornita dal committente, con lo scopo principale di testare il programma di acquisizione e di determinare un’ottima impostazione della campagna di prove sui campioni che sarebbero stati forniti successivamente.

I carburanti testati sono stati sia miscele di¤erenti di possibili benzine commerciali (denominate A, B, C, D, E) e di alcuni surrogati (A1, A2, D1, D2), composti più semplici, inviati dal committente per scopi di¤erenti dalla commercializzazione ma piuttosto per semplici indagini sugli e¤etti dei loro componenti sul comportamento del motore. In questo studio, l’analisi è però stata focalizzata sulle benzine, il cui comportamento complessivo è di maggior interesse pratico. Per tali benzine il committente non ha fornito le compo- sizioni ma i soli valori di numero di ottano, sia per quel che riguarda il RON (Research octane number) che il MON (Motor octane number).

A di¤erenza delle comuni sale prove, la sala prove del Politecnico di Mi- lano non permette lo stoccaggio simultaneo di diverse benzine. Per problem- atiche legate allo spazio disponibile ed alle quantità massime gestibili in totale sicurezza, le prove sono state distribuite in un arco di tempo più lungo in re- lazione alle tempistiche di consegna ed alla successiva organizzazione dei test. Bisogna sottolineare che generalmente è comune, in ambiti non didattici, che le sale prova siano attrezzate per la gestione contemporanea di più com- bustibili. E’ possibile così eseguire campagne sperimentali in un periodo di

tempo più breve, sfruttando inpianti che permettano di testare combustibili di¤erenti in successione. Il principale vantaggio di tale impostazione, chiara- mente non di facile attuazione in una sala prove di dimensioni più contenute, è quello di riuscire a poter trascurare i fattori ambientali (come la pres- sione e la temperatura ambiente) fra le fonti di incertezza. E’ chiaro che nel confronto fra le di¤erenti prove svolte su altrettanti combustibili sarà sempre bene tenere a mente che eventuali di¤erenze nelle prestazioni dovranno essere attentamente valutate cercando di scindere gli e¤etti propri del combustibile dalle eventuali condizioni ambientali più o meno favorevoli in cui la singola prova è stata svolta.

Questa problematica è stata considerata e si è cercato di rendere più oggettive le prove considerando parametri più attendibili. Si è pertanto scelto di considerare come parametro indicativo delle prestazioni la pmi delle singole benzine riferita al valore massimo della pmi per una benzina scelta come riferimento (nel nostro caso la E).

Benzine

A B C D E

RON 98; 3 100; 4 100; 5 99 95; 2 MON 88; 2 88; 6 88; 2 87; 5 85; 2