Implementazione e calibrazione di un modello di pressione massima in camera di combustione basato sulla misura della corrente di ionizzazione

L’obbiettivo dell’attività svolta presso il dipartimento di Sperimentazione Motopropulsori di Ferrari S.p.a. è sviluppare un modello in grado di stimare la pressione massima sviluppata dal motore, partendo dalla corrente di ionizzazione misurata in camera di combustione. Tale richiesta nasce dalla volontà di conoscere le condizioni in cui si trova il pistone durante il funzionamento in vettura, al fine di studiare il reale limite di detonazione. Oggigiorno, infatti, il limite di detonazione viene imposto attraverso convenzioni ingegneristiche. Queste convenzioni comportano limiti sull’anticipo di accensione che risultano troppo stringenti, andando così a perdere i vantaggi che una combustione ad alto anticipo di accensione produce. L’elaborato spiega i passaggi che hanno caratterizzato il processo di implementazione e calibrazione del modello di pressione massima. Nel primo capitolo vengono spiegati gli effetti delle principali grandezze motore sulla pressione massima, approfondendo quelli relativi alle tre grandezze scelte come input del modello: velocità di rotazione dell’albero motore, coefficiente di riempimento e MFB50 (50% mass fraction burnt). Il secondo capitolo spiega l’attività, svolta a monte, di implementazione di un modello in grado di identificare l’MFB50 a partire dalla corrente di ionizzazione misurata in camera di combustione. Nel terzo capitolo invece viene spiegato l’intero procedimento di calibrazione del modello di PMAX: dall’attività al banco prova fino ad arrivare al modello completamente calibrato. Infine il quarto capitolo mostra tutti i risultati ottenuti a valle dell’attività di validazione del modello, caratterizzata da una prima fase di confronto con un secondo modello sviluppato presso l’Università di Bologna e una seconda fase in cui è stato simulato il funzionamento di un motore controllato sulla base delle informazioni in uscita dal modello di PMAX.