Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2019/2020
Tipologia di insegnamento: 
A scelta dello studente
Tipo di attività: 
Opzionale
Corso di afferenza: 
Corso di Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA GESTIONALE
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/08)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Anno di corso: 
1
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48

Obiettivi

L’obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti un’adeguata preparazione nel campo dei motori a combustione interna alternativi (MCI), in termini di conoscenza del funzionamento, della regolazione, dell’architettura, dei fenomeni chimici e fisici e degli strumenti di analisi delle prestazioni energetiche ed ambientali. Il corso quindi mira a fornire agli studenti tutti quegli elementi che rendono possibile e critica la scelta di un motore a seconda del tipo di applicazione (settore dei trasporti e settore industriale). Spazio è anche dato anche alle nuove configurazioni ibride che vedono l’introduzione del motore elettrico al fianco del motore endotermico.

Risultati di apprendimento (declinati rispetto ai descrittori di Dublino)

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)
Conoscenze sui cicli ideali dei MCI
Conoscenze sui sistemi ausiliari per il funzionamento dei MCI
Conoscenze sugli strumenti di analisi per banchi prova
Conoscenze sullo sviluppo dei veicoli ibridi.
Apprendimento degli aspetti inerenti l’impatto ambientale dei MCI

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding)
Conoscenza applicata sulla misura delle prestazioni ai banchi prova
Conoscenza applicata sugli strumenti di misura delle emissioni inquinanti
Capacità di applicare i metodi e i criteri di ottimizzazione per MCI

Autonomia di giudizio (making judgements)
Capacità di scegliere la tipologia di MCI in base al tipo di applicazione ed alle variabili esterne
Capacità di analizzare criticamente condizioni di esercizio e prestazioni energetiche
Capacità di compiere valutazioni critiche in merito all’influenza delle condizioni di esercizio sull’impatto ambientale

Abilità comunicative (communication skills)
Capacità di interagire e partecipare alle attività in laboratori di ricerca
Capacità di illustrate le modalità di esecuzione di prove sperimentali effettuate ai banchi prova

Capacità di apprendere (learning skills)
Abilità nell’individuazione degli strumenti necessari per migliorare le proprie conoscenza
Abilità nell’individuazione degli strumenti necessari per elaborare una propria analisi critica in merito ad aspetti prestazionali e socio-economici.

Prerequisiti

Lo studente deve aver acquisito ed assimilato le seguenti conoscenze fornite dai corsi di Chimica, e Macchine
- Bilanciamento e stechiometria delle reazioni
- La reazione di combustione
- Legge dei gas perfetti;
- Rendimenti dei cicli termodinamici.
- Fluidodinamica nei condotti
- Principi di funzionamento di pompe e compressori e turbine

Contenuti

INTRODUZIONE AI MCI (1,5 CFU: 4 ore di lezione, 8 ore di esercitazione)
Classificazione dei motori. Principi di funzionamento e campi di applicazione. Richiamo ai Cicli di riferimento ideali. Ciclo reale. Mappe di funzionamento e prestazioni. Definizione e calcolo delle grandezze motoristiche: potenza indicata, consumo specifico, pressione media indicata, rendimento indicato, rendimento organico, potenza effettiva.
LA COMBUSTIONE (1 CFU: 8 ore di lezione)
- Combustione nei motori ad accensione comandata: energia di attivazione, propagazione del fronte di fiamma, tempi di ritardo fisico, anticipo all’accensione. La detonazione. Numero di Ottano. Influenza dei parametri motoristici significativi sulla combustione nei motori AC. (0,5 CFU)
- Combustione nei motori ad accensione spontanea: combustione diffusiva, tempi di ritardo fisico e di ritardo chimico, anticipo dell’iniezione, il getto di combustibile, atomizzazione e vaporizzazione del getto. Numero di Cetano. Motori a iniezione diretta. Motori a precamera. (0,5 CFU)
TURBOLENZA E MOTI ORGANIZZATI (0,5 CFU: 4 ore di lezione)
Il moto turbolento e stazionario, moto turbolento ed instazionario. Grandezze medie e grandezze instantanee. Dispersione ciclica. Scale caratteristiche dei moti turbolenti: scala delle lunghezze e scala dei tempi. Movimenti rotatori organizzati: moto di swirl, moto di tumble, moto di squish,
LA SOVRALIMENTAZIONE (0,5 CFU: 4 ore di lezione)
Effetto della sovralimentazione in riferimento al ciclo limite. Compressori volumetrici e compressori dinamici utilizzati nei motori sovralimentati. Sovralimentazione esterna. Sovralimentazione meccanica. Turbo-sovralimentazione: a pressione costante e ad impulsi. Il dispositivo Comprex. Sistemi di sovralimentazione con intercooling.
SISTEMI DI INIEZIONE (0,5 CFU: 4 ore di lezione)
Iniezione nei motori AS. I principali organi del sistema di iniezione: la pompa volumetrica, l’iniettore ad apertura automatica o comandata. Tipologie di sistemi di iniezione. Il sistema Common Rail: principio di funzionamento, componenti del sistema, gli elettro-iniettori, la centralina elettronica. Il sistema iniezione-pompa: principio di funzionamento e i componenti del sistema. Iniezione nei motori AC.
I SISTEMI DI ALIMENTAZIONE DEI MOTORI 2 e 4 TEMPI (1 CFU: 4 ore di lezione, 4 ore di esercitazione)
Motori 2 tempi e 4 tempi. Calcolo parametri di prestazione dei motori 2 tempi. Alimentazione aria nei motori a due tempi. Il processo di lavaggio. Disposizione delle luci. Pompe di lavaggio. Alimentazione aria nei motori a quattro tempi. Processo di sostituzione della carica. Il coefficiente di riempimento. I parametri che influenzano il coefficiente di riempimento. Effetti quasi-stazionari. Effetti dinamici. Il coefficiente di efflusso.
FORMAZIONE E CONTROLLO INQUNANTI (0,5 CFU: 4 ore di lezione)
Inquinanti nei motori AS e nei motori AC: meccanismi di formazione. La normativa EURO sugli inquinati. Influenza dei parametri motoristici sulla formazione degli inquinanti. Sistemi di rimozione inquinati in motori AC: la marmitta a 3 vie e la sonda lambda. Sistemi di rimozione inquinati in motori AS: metodi primari e metodi secondari.
MOTORI DUAL FUEL E VEICOLI IBRIDI (0,5 CFU: 4 ore di lezione)
Introduzione ai motori duel fuel diesel-metano. Iniezione indiretta di metano e diretta di diesel. Vantaggi e svantaggi. Prestazioni dei motori duel –fuel: coppia e consumo specifico. Le emissioni inquinati dei motori diesel-metano e sistemi di abbattimento. Introduzione alla propulsione ibrida (HEV). Micro HEV. Mild HEV. Full HEV. Plug-in HEV. Ibrido serie e ibrido parallelo. Ibrido seri-parallelo.

Metodi didattici

L’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati, svolti e commentati esempi di applicazione degli argomenti teorici.

Verifica dell'apprendimento

L’esame, che ha una durata di circa 30 minuti consiste in una prova orale durante la quale sarà valutato il livello di conoscenza sia degli argomenti di base inerenti il funzionamento dei motori che aspetti di dettaglio. Inoltre, nella valutazione si terrà conto anche della capacità di esposizione degli argomenti con riferimento ai termini tecnici e alla padronanza nella presentazione dei contenuti.

Testi

Motori a combustione interna. G. Ferrari.
Dispense a cura del docente disponibili sul sito http://www.ingegneria.uniparthenope.it/gesmag/index.php?page=insegnamenti

Altre informazioni

Mutuazioni