Controllo e riduzione delle emissioni inquinanti di MCI

Le indagini teoriche e sperimentali su MCI sviluppate dal gruppo di ricerca hanno riguardato in passato differenti aspetti, tra i quali si possono citare gli studi sui processi di combustione e sui combustibili, l’analisi teorico-sperimentale delle perdite meccaniche e del rendimento dei MCI e soprattutto un’estesa indagine sulle regolazione dei propulsori per applicazione automobilistica mediante differenti tecniche di deattivazione dei cilindri (motore modulare).
In tempi più recenti gli studi su motore si sono indirizzati all’analisi del funzionamento di componenti e sottosistemi di MCI automobilistici, anche con riferimento alle relative strategie di gestione e controllo, al fine di migliorare le prestazioni del propulsore ma soprattutto di contenere i consumi di combustibile (e quindi la produzione di CO2) e le emissioni inquinanti allo scarico. Le indagini condotte hanno così riguardato, oltre allo sviluppo di procedure di simulazione teorica ed alla messa a punto di metodologie di ottimizzazione sperimentale, anche la caratterizzazione del comportamento di differenti sistemi e dispositivi, con specifico riferimento ai MCI Diesel turbosovralimentati. In tale ambito si ricordano gli studi sugli apparati di sovralimentazione e di ricircolo dei gas di scarico e, più recentemente, l’estensione alla problematica del controllo ottimizzato dei sistemi di iniezione del combustibile basati sulla tecnologia del common rail, con particolare riferimento al confronto di differenti strategie di iniezioni multiple, valutando l’influenza della fasatura e delle quantità iniettate di iniezioni pilota ed after. Attualmente vengono svolte attività su motori Diesel per autotrazione, finalizzate allo studio dell’applicazione di un sistema EGR a bassa pressione prototipale, studiandone l’utilizzo integrato con il circuito di ricircolo ad alta pressione ed il sistema di sovralimentazione, equipaggiato con distributore a geometria variabile. Le strategie di controllo dei tre sistemi consentono di ottenere significative riduzioni delle emissioni di NOX e benefici anche in termini di riduzione dei consumi di combustibile e variazione della condizione di funzionamento del compressore e della turbina di sovralimentazione, con un limitato incremento delle emissioni di soot.

Pubblicazioni

1. Zamboni G., Capobianco M. Influence of high and low pressure EGR and VGT control on in-cylinder pressure diagrams and rate of heat release in an automotive turbocharged diesel engine. Applied Thermal Engineering, vol. 51, p. 586-596, ISSN: 1359-4311, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2012.09.040, marzo 2013.
2. Zamboni G., Capobianco M. Experimental study on the effects of HP and LP EGR in an automotive turbocharged diesel engine. Applied Energy 94, pp. 117-128, 2012, ISSN: 0306-2619, doi:10.1016/ j.apenergy.2012.01.046.
3. Capobianco M., Gambarotta A., Canova M., Zamboni G. Theoretical and Experimental Tools for the Definition of Automotive I.C.Engines Control Strategies. In: R. Cipollone. Atti Progetto MIUR di Rilevante Interesse Nazionale 2002-03 "Theoretical and Experimental Procedures to the Development of Innovative Injection Systems in ICE", p.1-14, 2005.
4. Capobianco M., Montini M., Zamboni G. Fuel Injection and EGR Systems Control in a Common Rail Diesel Engine. 4th International Conference on "Control and Diagnostics in Automotive Applications", paper 03A2034, ATA, Sestri Levante, 6/2003.
5. Zamboni G. Evaluation of Mechanical Losses and Analysis of the Influence of EGR and Turbocharger Control on Heat Release Rate in an Automotive Diesel Engine. 3rd Internazional Conference on "Control and Diagnostics in Automotive Applications", paper 01A3029, ATA, Sestri Levante, 7/2001, doi: 10.13140/2.1.2881.6165.