"Influenza di miscele gasolio – biocombustibile su parametri della combustione in un motore diesel"

Abstract

Questo elaborato tiene conto delle problematiche legate ai combustibili fossili nei motori a combustione interna ad accensione spontanea indagando su alcuni vantaggi dell’utilizzo di biocombustibili alternativi. Lo scopo della tesi è di studiare, attraverso risultati sperimentali, l’influenza delle miscele a diverse concentrazioni di biocombustibile UCOME (Used Cooking Oil Methyl Esters) sulle emissioni degli ossidi di azoto e del particolato carbonioso, dell’indice di rumorosità e del coefficiente massimo di variazione di pressione, valutando quindi l’impatto ambientale e la stabilità del processo combustivo. I dati sono stati raccolti e studiati all’interno dei laboratori del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica, Gestionale e dei Trasporti (DIME) dell’Università di Genova. Le prove sono state realizzate su un motore diesel turbo-sovralimentato con un sistema di controllo della pressione di iniezione common rail e un ricircolo dei fumi combusti in frazione (EGR) a cui è stata aggiunta la sensoristica standard necessaria per la rilevazione delle grandezze di interesse di una prova sul banco dinamometrico. La centralina del motore è stata aperta per variare i sistemi di controllo del motore e quindi per studiare il loro impatto sul processo combustibile al variare della percentuale di biocombustibile nella miscela iniettata. Il biocombustibile è quindi considerato in percentuale di concentrazione rispetto al gasolio commerciale (0%, 40%, 70%, 100%) e le sue condizioni operative sono valutate imponendo diversi valori di pressione al rail e frazione di EGR.

This thesis addresses current issues related to the use of fossil fuels in Diesel internal combustion engines by investigating chosen advantages of implementing alternative biofuels. The aim of the thesis is to study, through experimental data, the influence of mixtures of different concentrations of UCOME (Used Cooking Oil Methyl Esters) on nitrogen oxides and particulate matter emissions, noise index, and maximum pressure variation coefficient. Therefore, the environmental impact and combustion process stability are kept in consideration. The data were collected and studied in the Department of Mechanical, Energy, Management, and Transportation Engineering (DIME) laboratory at the Università di Genova. The tests were conducted on a turbocharged diesel engine with an injection pressure control system called common rail and a fraction of recirculated exhaust gases (EGR). Moreover, the use of equipped with standard sensors has been done for detecting the relevant parameters of a dynamometer test. The engine control unit (ECU) was modified to vary engine control systems and study their impact on the combustion process as the percentage of biofuel in the injected mixture varied. The biofuel concentration is considered as a percentage relative to commercial diesel (0%, 40%, 70%, 100%), and its operating conditions are assessed by imposing different rail pressure values and EGR fractions.