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Convegni ATI - Accesso riservato soci CTI

Motori a gas naturale a carica stratificata: simulazione 3D e metodologia di progettazione

Pubblicazione


Autore: L. Andreassi, S. Cordiner, V. Mulone, V. Rocco, R.L.Evans, C. Reynolds

Collana: CA - 60 - Roma 2005

Note:
I motori a combustione interna di prossima generazione dovranno essere caratterizzati da più elevate efficienze e più contenute emissioni inquinanti.In questo ambito il motore a combustione interna a gas naturale in condizioni di miscela magra e/o
ultramagra rappresenta una possibile valida piattaforma per tale tipologia di
funzionamento multimodale.
In precedenti lavori gli Autori hanno dimostrato come tale motore, se,appositamente progettato, potenzialmente possa essere controllato senza necessità di parzializzare la portata con una valvola ma semplicemente agendo sul rapporto di miscelazione. L’impoverimento della miscela, però, viene limitata dal progressivo incremento della variabilità ciclica.
L’estensione di questo limite può, però, essere ottenuta iniettando una piccola quantità di gas naturale, o di miscela aria-metano di stechiometria nota, direttamente in camera di combustione attraverso un dispositivo iniettore-candela subito prima dell’accensione. La stratificazione della carica che così si ottiene garantisce un inizio della fase di combustione maggiormente stabile anche in condizioni di miscela ultramagra consentendo l’utilizzo di questa metodologia su tutto il campo di
funzionamento del motore. Tuttavia, se da un lato si osserva un aumento della stabilità della fase iniziale della combustione con una riduzione globale degli NOx prodotti, a causa dell’insufficiente miscelazione tra aria e gas naturale iniettato si nota contestualmente un incremento degli idrocarburi incombusti allo scarico. Per questo motivo il sistema di iniezione è stato realizzato in modo da poter iniettare direttamente in camera di combustione una miscela aria combustibile a vari rapporti di dosatura.
In questa memoria verranno presentati i risultati dello studio congiunto tra Università di Roma Tor Vergata e University of British Columbia di Vancouver.


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