Analisi della velocità istantanea di rotazione per la regolazione ottimale dell’anticipo d’accensione nei motori a combustione interna

Progetto: Research project

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I moderni motori per trazione stradale devono soddisfare molteplici esigenze, a volte in contrasto fra di loro: le normative antinquinamento sempre più severe impongono limiti alla concentrazione di inquinanti allo scarico sempre più bassi, comportando l'adozione di sistemi di abbattimento di tali sostanze che possono pregiudicare consumi e prestazioni; i costi crescenti dei combustibili d'altro canto spingono verso la progettazione di motori con rendimenti più elevati, mentre la competitività nel mercato mondiale richiede un aumento delle prestazioni offerte. Riuscire a perseguire questi obbiettivi comporta la necessità di regolare e controllare il funzionamento del motore ad ogni istante, mantenendo il miglior compromesso fra prestazioni, consumi ed emissioni. I parametri motoristici su cui intervenire sono numerosi: tra questi gioca un ruolo fondamentale l'anticipo d'accensione nei motori ad accensione comandata, ovvero l'anticipo di iniezione nei motori ad accensione per compressione. La regolazione ottimale di tale parametro consente di ottenere le massime prestazioni, ovvero il minimo consumo specifico della potenza, oppure ancora permette un rapido raggiungimento delle condizioni di funzionamento ottimali del sistema dì abbattimento di inquinanti. La regolazione più efficace risulta quella retroattiva, che interviene cioè sul parametro in questione in modo da ottenere il risultato migliore in qualsiasi condizione e per qualunque obbiettivo. Tale tipo di regolazione dell'anticipo d'accensione può essere effettuato, per esempio, per mezzo dell'analisi della pressione in camera di combustione. In tal modo è possibile mantenere il motore nelle condizioni ottimali di funzionamento, a prescindere dal valore assunto da tutte le variabili indipendenti interessate. Un sistema del genere richiede l'utilizzo di un sensore di pressione in camera di combustione, il che pone dei problemi di costo ed ingombro. L'obiettivo di questa ricerca consiste nella realizzazione e verifica di un sistema di controllo dell'anticipo d'accensione che sfrutti la misura della velocità di rotazione al posto della pressione rilevata in camera di combustione. Si studierà pertanto, con metodi sia teorici che sperimentali, la possibilità di effettuare il controllo in loop-chiuso dell'anticipo d'accensione basandosi sulle informazioni ottenibili dall'analisi della velocità di rotazione istantanea del motore. Lo studio teorico verrà supportato da simulazioni numeriche eseguite in ambiente MatLab-Simulink e servirà da guida per la sperimentazione che verrà condotta su uno o più motori al banco prova. Il sistema di regolazione retroattivo dell'anticipo d'accensione verrà allora confrontato, in termini di stabilità del controllo e rapidità di risposta, con sistemi già testati, di provata affidabilità e rapidità di intervento.

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Analisi della velocità istantanea di rotazione per la regolazione ottimale dell’anticipo d’accensione nei motori a combustione interna
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/05 → …

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