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INDICE
INTRODUZIONE
5
PARTE 1 - ANALISI CRITICA DELLA LETTERATURA TECNICA
9
1. STATO DELL’ARTE N
ELLA PRODUZIONE DI VEICOLI AD IDROGENO 11
2. STOCCAGGIO A BORDO
13
3. PROPRIETÀ FISICO-CHIMICHE DELL’IDROGENO
15
4. L’IDROGENO COME C
OMBUSTIBILE PER MCI
19
5. PRINCIPALI PROBLEMATICHE DEGLI H
2ICES
24
5.1. COMBUSTIONI ANOMALE 24
5.1.1. KNOCK 25
5.1.2. PREGNITION 27
5.1.3. BACKFIRE 28
5.1.4. TECNICHE DI DILUIZIONE TERMICA 34
5.2. AUTONOMIA DEL VEICOLO 39
5.3. DENSITA’ DI POTENZA 40
6. PARAMETRI PROGETTUALI DEL MOTORE
41
6.1. SISTEMI DI ALIMENTAZIONE DEL COMBUSTIBILE 44
6.1.1. CARBURATORE 47
6.1.2. INIEZIONE INDIRETTA NEL COLLETTORE DI ASPIRAZIONE 47
6.1.3. PORT FUEL INJECTION (PFI) 48
5.1.4. INIEZIONE DIRETTA (DI) 49
5.1.5. CONFRONTO TRA PORT FUEL INJECTION E INIEZIONE DIRETTA 51
6.1.6. DUAL MODE 55
6.1.7. LH2 – UTILIZZO DI IDROGENO LIQUIDO 56
6.1.8. HAJI – HYDROGEN ASSISTED JET INJECTION 57
6.1.9. SISTEMA ORBITAL 61
2
7. VARIABILI OPERATIVE
75
7.1. RAPPORTO DI EQUIVALENZA 75 7.1.1. EMISSIONI 82 7.1.2. RENDIMENTO TERMICO 83 7.1.3. POTENZA E COPPIA 85 7.2. ANTICIPO DI ACCENSIONE 86 7.2.1. EMISSIONI 89 7.2.2. RENDIMENTO TERMICO 90 7.2.3. POTENZA 917.2.4. ISTANTE DI ACCENSIONE OTTIMALE 92
7.3. GESTIONE DEL PROCESSO DI INIEZIONE 93
7.3.1. PRESSIONE DI INIEZIONE 93
7.3.2. ISTANTE DI INIZIO INIEZIONE (SOI) 95
7.4. CARATTERISTICHE DELL’ARIA ASPIRATA 102
7.5. PERIODO DI INCROCIO DELLE VALVOLE (VOP) 104
7.6. DISCUSSIONE 109
8. CONCLUSIONI
111
PARTE 2 - MODELLO 0D ED ANALISI SIMULATIVA DEGLI
H
2ICES
113
9. PREMESSA
115
10. MODELLISTICA: STATO DELL’ARTE ED APPLICAZIONE AGLI H
2ICES
116
10.1. MODELLI A SINGOLA ZONA E LORO UTILITÀ 122
11. SVILUPPO DEL MODELLO
126
11.1. MODELLO ZERO-DIMENSIONALE ADOTTATO 127
11.2. HEAT RELEASE ANALYSIS 130
11.2.1. DATI SPERIMENTALI 131
11.2.2. RISULTATI 134
11.3. MODELLAZIONE MATEMATICA DELLA CURVA DI RILASCIO TERMICO SPECIFICO 141
3
11.4. DEFINIZIONE DEL MODELLO PREDITTIVO PER IL RILASCIO TERMICO 143
11.4.1. PASSAGGIO DALLE CURVE DI RILASCIO TERMICO SPERIMENTALI A FUNZIONI DI
TIPO TRIANGOLARE 144
11.4.2. ANALISI STATISTICA DELLE PROVE SPERIMENTALI 146
11.4.3. COSTRUZIONE DELLE LEGGI POLINOMIALI 147
11.4.4. CONFRONTO TRA LE CURVE DI RILASCIO TERMICO DI ORIGINE SPERIMENTALE E
QUELLE FORNITE DAL MODELLO DI COMBUSTIONE CREATO 150
11.4.5. UTILIZZO A SCOPO PREDITTIVO DEL MODELLO 0-D 154
11.5. SOTTOMODELLI 155
11.5.1. SOTTOMODELLO PER IL CALCOLO DELLA MASSA ASPIRATA 155
11.5.2. SOTTOMODELLO PER IL CALCOLO DELLA PRESSIONE ALL’IVC 157
11.6. MODELLO GEOMETRICO 157
11.7. STRUTTURA FINALE DEL MODELLO SVILUPPATO 161
12. VALIDAZIONE DEL MODELLO COMPLETO
163
12.1. VALIDAZIONE SUI DATI DI YI et al. 164
12.2. VALIDAZIONE SUI DATI DI MOHAMMADI et al. 168
12.3. VALIDAZIONE SUI DATI DI LEE et al. 177
12.4. DISCUSSIONE 180
13. APPLICAZIONE DEL MODELLO IN CONDIZIONI DIVERSE
182
13.1. STUDIO SULLE DIMENSIONI DEL CILINDRO 182
13.2. STUDIO SULLA FORMA DEL CILINDRO 190
13.3. DISCUSSIONE 195
