CAPITOLO 6 – Conclusioni
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CAPITOLO 6 - Conclusioni
Lo studio condotto in questa tesi dimostra che gli attuali limiti della combustione HCCI Diesel, in particolar modo gli elevati gradienti di pressione, possono essere superati grazie ad idee innovative.
La soluzione proposta consiste nella formazione di una carica omogenea precompressa all’esterno del cilindro e nella sua graduale immissione nel motore durante la fase di combustione, in modo che il controllo di quest’ultima sia affidato al processo di trasferimento della carica. In questo modo è possibile ottenere una combustione a pressione quasi costante, il cui valore non dipende dal carico del motore. Tale soluzione può essere impiegata anche ad alte pressioni medie effettive, data la ridotta percentuale di EGR presente nella carica, rispetto alle applicazioni HCCI convenzionali.
La nuova tipologia di combustione studiata è stata definita HCPC (Homogeneous Charge Progressive Combustion) e rappresenta una combinazione tra una combustione progressiva ed una HCCI tradizionale.
L’analisi CFD condotta riguarda l’applicazione del concetto esposto ad un motore monocilindrico diesel. Sono state analizzate le prestazioni indicate (potenza, rendimento e consumo specifico) e le emissioni inquinanti del motore (HC, NOx, CO), al variare di alcuni parametri motoristici (fasatura della valvola di immissione, legge di iniezione, quantità di combustibile iniettato).
I risultati ottenuti risultano promettenti nell’ottica di uno sviluppo del lavoro: geometria e strategia di iniezione impiegate risultano infatti molto semplici, pertanto è ipotizzabile, lavorando su questi due aspetti, un miglioramento sensibile in termine di prestazioni ed emissioni inquinanti del motore.
Sono stati riscontrati valori di rendimento indicato piuttosto buoni, considerando lo stato iniziale della ricerca, con un massimo di 45% e valori superiori al 40% per molti dei casi analizzati.
Anche le emissioni inquinanti risultano promettenti, nonostante si ottengano dei valori in assoluto non molto bassi, in particolare per HC e NOx.
Il lavoro assorbito dal compressore esterno, dovrebbe risultare minore introducendo calore nel compressore durante la fase terminale della compressione, ad esempio con una temperatura differenziata delle pareti del compressore stesso. In questo modo si otterrebbero vantaggi in termini di potenza e rendimento indicati.
CAPITOLO 6 – Conclusioni
110 Lavorando sulla turbolenza, sull’iniezione, e sulla geometria del condotto di immissione si ritiene possibile migliorare il miscelamento con vantaggi per le emissioni di CO e HC. Dovranno inoltre essere condotte delle analisi con carica diluita con gas combusti (EGR), che dovrebbero permettere di ridurre sensibilmente le emissioni di ossidi di azoto.
Infine sarà necessario studiare in maniera più approfondita il sistema di distribuzione, con particolare riguardo alla valvola di immissione.
I risultati esposti dovranno essere confermati da una serie di prove sperimentali in programma presso il Dipartimento di Energetica su una versione modificata del motore Lombardini 15LD440.
