Mentre si stanno esplorando varie strade per realizzare la neutralità del carbonio entro il 2050, i motori a combustione interna devono evolversi continuamente per migliorare ulteriormente l’efficienza termica e rispettare le normative sulle emissioni. La creazione di tecnologie per massimizzare il potenziale dei motori a combustione interna continuerà a essere essenziale in futuro e l’aggiornamento delle tecnologie di misura e controllo per supportare questa evoluzione è considerato fondamentale. In questo contesto, nell’ambito del tema “Tecnologie di misura e controllo a supporto dell’evoluzione dei motori a combustione interna”, vorremmo offrire l’opportunità di ottenere spunti per lo sviluppo tecnologico per quanto riguarda le tecnologie di misura comuni ai motori a benzina e diesel e le tecnologie di controllo dalla combustione alle emissioni.

Nel calcolo dell’angolo di curvatura del getto del carburante diesel a iniezione diretta nel cilindro, basato sulla teoria del momento del getto, è stato sviluppato un metodo teorico per calcolare l’angolo di curvatura del getto del carburante iniettato dall’ugello a più fori a causa del momento sproporzionato del gas ambientale intrappolato.
La teoria estesa del momento dello spruzzo, che calcola la velocità di riflusso del gas ambiente atomizzato, viene ulteriormente estesa per calcolare l’angolo di curvatura dello spruzzo calcolando la sproporzione della componente perpendicolare del momento del gas di riflusso nella direzione di iniezione. Questo metodo di calcolo chiarisce perché lievi differenze nella sporgenza della punta dell’ugello nei motori diesel hanno un effetto significativo sul consumo di carburante e sulla fumosità. Il metodo può essere applicato anche al calcolo teorico dell’angolo di curvatura del getto di benzina a iniezione diretta.

Nel calcolo dell’angolo di curvatura di un iniettore di benzina a iniezione diretta a più fori, basato sulla teoria del momento dello spruzzo, la curvatura dello spruzzo dovuta all’interferenza reciproca tra gli spruzzi è un fenomeno importante che influisce sulle prestazioni dei gas di scarico nei motori a benzina a iniezione diretta ed è necessaria una tecnica per prevederlo in fase di progettazione. Sebbene la CFD sia considerata un metodo per prevedere con precisione la curvatura degli spruzzi, è necessario anche un metodo semplice per stimare la curvatura degli spruzzi. Viene discusso un metodo per calcolare la curvatura dello spruzzo basato sulla teoria del momento dello spruzzo e vengono presentati i risultati confrontati e discussi con la spruzzatura reale.

Nell’analisi del comportamento delle emissioni di ammoniaca e delle emissioni reali utilizzando PEMS compatti, la formazione di ammoniaca è un problema nei catalizzatori a tre vie utilizzati nei veicoli a benzina. Sono stati condotti test di guida con PEMS e SEMS su veicoli a benzina a iniezione diretta equipaggiati con catalizzatori a tre vie per studiare le effettive emissioni di ammoniaca su strade reali e gli effetti delle differenze nel comportamento del conducente sulle emissioni di ammoniaca. Inoltre, sono stati analizzati i metodi e i casi di analisi delle emissioni reali utilizzando piccoli PEMS, che si prevede diventeranno molto diffusi in futuro. In risposta alle future normative sulle emissioni (ad esempio, EU7), verrà presentato l’approccio modulare di AVL alle funzioni di controllo dei motori diesel, all’architettura dei sistemi di post-trattamento e alla loro combinazione.