Progettazione e Validazione di un Tester per Rondelle Piezoelettriche per il Controllo in Closed-Loop della Combustione

L’obiettivo di questa tesi è di analizzare i limiti e le potenzialità di un sensore per la misura indiretta della pressione in camera di combustione: una rondella piezoelettrica da montare sotto al colletto della candela, realizzata da Alma Automotive S.r.l. La prima fase è stata di studio dei dati a disposizione, per capire le attuali prestazioni e le differenze rispetto alla concorrenza. L’analisi dati ci ha permesso di comprenderne i punti deboli e di isolarli, per realizzare una strategia che ne ottimizzasse le capacità. Il primo step ha infatti richiesto di raggiungere prestazioni paragonabili alla concorrenza su tutti i dati motore a disposizione. Si è così sviluppato un algoritmo di compensazione, studiato per poter essere applicato real-time direttamente al segnale acquisito sul motore. La strategia risulta efficace offline ma occorre testarla direttamente sul motore per poterla validare. Non avendo la possibilità di realizzare una nuova campagna di test al banco prova è nata l’idea di progettare un Tester apposito per le rondelle. L’obiettivo è di verificare i sensori in condizioni di funzionamento che replichino quelle di un vero motore, per studiare nel dettaglio tutti i fenomeni che ne deteriorano il segnale. Inoltre, le rondelle sono realizzare a mano, per cui è fondamentale avere uno strumento che permetta di verificare che ciascun esemplare funzioni e in caso contrario scartarlo. Il Tester è progettato per funzionare con rondelle M10 ed M12. Il prototipo è quindi stato realizzato e messo a punto, ed è iniziata una campagna di test su tutti gli esemplari a disposizione. Infine, è stato realizzato un modello FEM semplificato per cercare di riprodurre i fenomeni visti con il Tester, simulando anche condizioni più simili a quelle motore con campane di pressione reali e profili di Temperatura complessi. I risultati ottenuti con questo lavoro contribuiranno al miglioramento di un sensore molto promettente e di interesse per il settore Automotive.