Motori a Combustione Interna e Biocombustibili

Nel Laboratorio Motori dell’ICEG sono presenti i seguenti apparati sperimentali:

  • due motori monocilindrici CFR (Cooperative Fuel Research Engine), ad accensione comandata e Diesel;
  • un banco dinamometrico stazionario equipaggiato con un freno elettrico che consente l’installazione di due propulsori.

Per i dettagli sui motori CFR si rimanda alla linea di ricerca sui biocombustibili.
Il banco dinamometrico, collocato in una cella di prova dedicata, è invece attualmente utilizzato per lo sviluppo di indagini sia su motori ad accensione comandata che Diesel di taglia automobilistica.
La strumentazione utilizzata per le attività sperimentali è sinteticamente la seguente:

  • un freno elettrico a correnti parassite Schenck W260, in grado di dissipare potenze fino a 260 kW, con una velocità di rotazione massima di 7500 giri/min;
  • un sistema automatico di acquisizione ed elaborazione dati per il rilievo dei parametri operativi di ciascuno dei motori installati. Le prove vengono gestite mediante codici sviluppati presso l’ICEG in ambiente LabVIEW ed in linguaggio Fortran: essi consentono l’acquisizione di circa 60 grandezze, la successiva elaborazione con il calcolo di tutti i parametri motoristici di interesse, la memorizzazione dei dati in file di testo e la presentazione grafica dei risultati;
  • una bilancia gravimetrica AVL 733S per la valutazione del consumo del motore attraverso la misura diretta della portata massica di combustibile;
  • un sistema di analisi dei gas di scarico, sviluppato in accordo con la normativa europea, per la determinazione delle concentrazioni volumetriche delle emissioni inquinanti allo scarico dei propulsori; il sistema comprende i seguenti analizzatori:
  • strumenti non dispersivi a radiazione infrarossa (NDIR) per la misura delle concentrazioni di CO2;
  • analizzatore a ionizzazione di fiamma (FID) per gli HC;
  • strumento a chemiluminescenza (CLA) per gli NOx;
  • fumosimetro a campionamento variabile AVL 415 per la misura della fumosità allo scarico dei motori Diesel.

Sono inoltre disponibili strumentazioni dedicate per il rilievo degli andamenti tempovarianti di pressione sia all’interno della camera di combustione che nei condotti di aspirazione e scarico. Anche in questo caso i codici di acquisizione ed elaborazione dei dati (a partire dal filtro dei dati sino al calcolo delle leggi di rilascio di calore) sono stati appositamente sviluppati presso l’ICEG.
Le indagini sperimentali sul controllo motore vengono condotte mediante l’utilizzazione di sistemi di gestione dei propulsori installati di tipo aperto, generalmente costituiti da una centralina dotata di un emulatore di EPROM, connessa ad un’interfaccia di comunicazione a  sua volta collegata ad un computer in cui risiede un software di gestione della centralina che permette di visualizzare e modificare in tempo reale i parametri di controllo dei diversi sistemi del motore (sistemi di iniezione del combustibile, di sovralimentazione, di ricircolo dei gas di scarico, ecc.).