B019217 - MOTORI E MACCHINE VOLUMETRICHE

Italiano

G. Ferrari, Motori a Combustione Interna, Esculapio editore
J. B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw Hill International Editions.
G. A. Pignone, U. R. Vercelli, Motori ad alta potenza specifica, Giorgio NADA editore

L'obiettivo generale del corso è quello di fornire competenze nell'ambito delle macchine volumetriche motrici (Motori a Combustione Interna) ed operatrici (compressori e pompe volumetriche).
In particolare saranno erogate conoscenze sugli aspetti termo-fluidodinamici, sui principali criteri per il design e per l'analisi delle performance.
Lo studente maturerà le seguenti capacità:
- la capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per analizzare e ottimizzare apparati e sistemi meccanici, nonché di innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di progettazione, confrontandosi con continuità con la rapida evoluzione propria dell’ambito dell’ingegneria meccanica.
- La capacità di identificare, localizzare e ottenere dati e informazioni necessari alla valutazione.,
- La capacità di definire, progettare e condurre le indagini utili alla comprensione dei problemi, attraverso l’uso di modelli e tecniche sia teorici che sperimentali.

Cicli termodinamici (verranno accennati)
Cicli ideali di Beau de Rochas, primo e secondo ciclo Diesel e ciclo di Sabathé
Ciclo limite
Ciclo reale (indicato)
Meccanica e cinematica del manovellismo
Accoppiamento camma punteria
Equilibratura del motore

Il programma del corso viene portato avanti mediante lezioni frontali con il supporto della proiezione di slide

La verifica dell'apprendimento viene effettuata tramite una prova orale durante la quale vengono rivolte domande su, generalmente, 3 degli argomenti del programma. Si crea così un colloquio con il quale si verifica la comprensione e l'assimilazione dei concetti trattati, la capacità di collegare i vari ambiti, la capacità di utilizzare un lessico appropriato.

-Classificazione dei MCI - Il funzionamento dei motori 2T e 4T - Cenni ai cicli termodinamici di riferimento - Parametri geometrici e cinematici caratteristici. Lavoro, potenza e rendimento
-Coppia – PMI – PME – PMA – Potenza specifica e specifica areale
-Considerazioni sulla potenza: dipendenza da Cilindrata, numero cilindri, rapporto corsa alesaggio
-Leggi di similitudine - Curve caratteristiche - Accoppiamento motore-utilizzatore
-Esame su un elevato campione di veicoli benzina e Diesel dei parametri introdotti
-Regolazione dei motori Otto e Diesel
-Alimentazione aria nel motore a quattro tempi: determinazione del -coefficiente di riempimento - effetti quasi stazionari
-Condizione di flusso attraverso le valvole, il coefficiente di efflusso: espressione analitica e valutazione sperimentale - banco di flussaggio
-Sistemi di aspirazione e scarico: condizioni di moto del fluido, fenomenologia degli effetti dinamici
-Effetti dinamici in un motore a quattro tempi - Diagramma di distribuzione - Anticipi apertura e posticipi chiusura valvole - Sistemi di fasatura variabile delle valvole – geometria variabile dei condotti.
-Alimentazione aria nel motore a due tempi: il processo di lavaggio e disposizione delle luci, coefficiente di efflusso, analisi sperimentale del processo di lavaggio, progetto dei gruppi di lavaggio e scarico, il carter pompa. Effetti dinamici in un due tempi veloce.
-Sovralimentazione. Elementi base – sovralimentazione a pressione costante – sovralimentazione a impulsi. Accoppiamento motore-sovralimentatore
-Cenni alle caratteristiche dei combustibili per motori: combustibili attualmente utilizzati e loro caratteristiche (potere calorifico, resistenza alla detonazione, accendibilità, volatilità, ecc.)
-Alimentazione combustibile nel motore Otto: carburatore elementare e dispositivi supplementari, sistemi di iniezione indiretta e diretta per motori Otto"
-Iniezione di combustibile nel motore Diesel: principali sistemi di iniezione e soluzioni costruttive - Common Rail - caratteristiche dello spray di combustibile.
-Moti della carica nel cilindro: Medie di insieme, fluttuazioni, intensità di turbolenza, moti organizzati della carica: Swirl-Tumble-Squish
-Combustione. Fasi della combustione nei motori ad accensione comandata. Propagazione del fronte di fiamma. Dispersione ciclica. Legge di rilascio del calore. Combustioni anomale: accensione a superficie, detonazione. Combustione Diesel: ritardo di accensione, motori ad iniezione diretta e a precamera. Legge di rilascio del calore

Macchine volumetriche
-Classificazione delle Macchine Volumetriche. Macchine alternative e rotative. Macchine motrici e operatrici.
-Generalità sul funzionamento. Cenni ai cicli termodinamici di riferimento - Parametri geometrici e cinematici caratteristici.
-Principali tipologie e campi di applicazione
-Lavoro, potenza e rendimento
-Ciclo indicato dei compressori alternativi
-Valvole automatiche, tipologie e problematiche associate
-Curve caratteristiche e regolazione delle prestazioni