I
INDICE
Parte prima: Introduzione
Capitolo 1 – Stratificazione della carica
1.1 Introduzione pag. 1 1.2 Soluzioni wall – guided pag. 2 1.3 Soluzioni air – guided pag. 6 1.4 Considerazioni sulle soluzioni wall – guided ed air – guided pag. 8 1.5 Soluzione spray – guided pag. 9
Capitolo 2 – L’accensione
2.1 Introduzione pag. 10 2.2 Aspetti generali pag. 10 2.3 Aspetti fisici delle varie sottofasi dell’accensione pag. 13 2.3.1 Sottofase di Prebreakdown pag. 14 2.3.2 Sottofase di Breakdown pag. 15
2.3.3 Sottofase di Arco elettrico pag. 18 2.3.4 Sottofase di Scarica luminosa pag. 19 2.4 Efficienza nel trasferimento di energia pag. 20 2.5 Accensione della carica pag. 21 2.6 Cenni sui sistemi di accensione pag. 24 2.6.1 Accensione a magnete pag. 24 2.6.2 Accensione a batteria pag. 26 2.6.3 Sistemi elettronici ad accensione induttiva pag. 28 2.6.4 Sistemi elettronici ad accensione capacitiva pag. 30 2.6.5 Sistemi di accensione più recenti pag. 30 2.6.6 Correttori di anticipo pag. 35
2.6.6.1 Correttore di anticipo centrifugo pag. 36 2.6.6.2 Correttore di anticipo a depressione pag. 36 2.6.6.3 Correttori di anticipo elettronici pag. 37
II Capitolo 3 – La combustione
3.1 Generalità sulla combustione pag. 38 3.2 La combustione nei motori ad A.C. pag. 40 3.2.1 Combustione normale pag. 40 3.2.1.1 Prima sottofase: innesco pag. 42 3.2.1.2 Seconda sottofase: sottofase principale pag. 43 3.2.1.3 Terza sottofase: postcombustione pag. 45 3.2.2 Combustioni anomale pag. 46 3.2.3 Combustione omogenea pag. 48
Parte seconda: La ricerca condotta
Capitolo 4 – C.F.D.
4.1 Introduzione al CFD pag. 50 4.2 CFD e calcolo ad alte prestazioni pag. 51 4.3 Applicazioni del CFD pag. 53 4.3.1 Campo motoristico pag. 53 4.3.2 Fluidodinamica Incompressibile pag. 53 4.3.3 Aerodinamica pag. 53
4.3.4 Fluidodinamica dei mezzi porosi pag. 54
4.3.5 Geofluidodinamica pag. 54 4.4 Il Kiva3V pag. 55 4.4.1 Struttura del programma pag. 56
4.4.2 La suddivisione spaziale del dominio: il file itape17 pag. 60 4.4.3 Le condizioni al contorno: il file itape5 pag. 60 4.4.4 I risultati della simulazione: il file tape9 pag. 60
Capitolo 5 – Preparazione alla simulazione
5.1 Introduzione al lavoro svolto pag. 62 5.2 Simulazione CFD pag. 62
III
5.3 Geometria e caratteristiche del motore pag. 64 5.4 Generazione della griglia di calcolo pag. 66 5.4.1 Il mesh strutturato pag. 68
5.4.2 Il mesh non strutturato pag. 70 5.4.3 Il mesh ibrido pag. 72 5.5 Organizzazione del lavoro svolto pag. 73 5.6 Caratteristiche di funzionamento del motore in esame pag. 73
Capitolo 6 – Simulazione della fase di accensione
6.1 Introduzione pag. 79 6.2 Soluzione adottata dal Kiva3V pag. 79 6.3 Caratteristiche del sistema di accensione pag. 81 6.4 Un primo modello di calcolo pag. 82 6.4.1 Introduzione al modello pag. 82 6.4.2 Fase di riscaldamento pag. 82 6.4.3 Fase di espansione pag. 84
6.4.4 Schema per un eventuale utilizzo del modello pag. 87 6.4.5 Considerazioni pag. 88 6.5 Il secondo modello di calcolo sviluppato pag. 89
6.5.1 Considerazioni preliminari pag. 90 6.5.2 Impostazione dei dati in ingresso pag. 91 6.5.3 Simulazione del trasferimento di energia pag. 92 6.5.4 Riguardo la fase di espansione pag. 97 6.5.5 Risultati ottenuti pag. 97 6.5.6 Validazione del modello di calcolo pag. 109 6.5.7 Dati in uscita pag. 110
Capitolo 7 – Simulazione della fase di combustione
7.1 Introduzione pag. 112 7.2 Importazione delle condizioni di accensione pag. 112
7.2.1 Rimodellazione del mesh pag. 113 7.2.1.1 Un primo metodo di rimodellazione pag. 113
IV
7.2.1.2 La tecnica di rimodellazione adottata pag. 116 7.2.2 Valutazione dell’energia interna da fornire pag. 117 7.3 Il modello di combustione adottato pag. 118 7.3.1 Considerazioni e scelte effettuate pag. 120 7.4 Prove effettuate pag. 121
7.4.1 Prova effettuata a 3000 giri/min e 1/3 del carico massimo
(carico ridotto) pag. 121 7.4.2 Prova effettuata a 6000 giri/min e 1/3 del carico massimo
(carico ridotto) pag. 125 7.4.3 Prova effettuata a 6000 giri/min e pieno carico pag. 129 7.5 Analisi dei risultati pag. 133
Capitolo 8 – Conclusioni e possibili sviluppi pag. 135
Bibliografia pag. 138
