Sistema EGR e controllo della pressione di iniezione in un motore diesel alimentato con miscele di diesel e biodiesel.

Abstract

Questo lavoro di ricerca avvia un'analisi ingegneristica dell'impatto trascendente del ricircolo dei gas di scarico (EGR) e della pressione del sistema di iniezione sulle prestazioni di un motore diesel situato presso il Laboratorio ICE del Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica, Gestionale e dei Trasporti (DIME), utilizzando miscele di diesel commerciale ed esteri metilici di olio da cucina usato (UCOME). La campagna sperimentale è stata condotta in conformità con le normative sulle emissioni Euro 5. Lo studio esplora gli effetti dei parametri di controllo, come l'EGR e la pressione del sistema di iniezione, sulle prestazioni del motore, il consumo di carburante e le emissioni. Diverse miscele di UCOME, tra cui il 40%, il 70% e il 100% di UCOME pura, sono state confrontate con il diesel commerciale. I risultati dimostrano l'influenza significativa dell'EGR e della pressione del sistema di iniezione sul consumo di carburante, le emissioni (fuliggine e NOx), la temperatura di combustione, il rapporto aria-carburante e l'efficienza complessiva. L'EGR avanzato dotato di turbina a geometria variabile (VNT) e le tecnologie di pressione del sistema di iniezione si dimostrano efficaci nell'ottimizzare l'efficienza del motore e ridurre le emissioni. Considerando le normative dell'Unione Europea, l'UCOME emerge come un promettente carburante alternativo per i motori diesel, in linea con gli sforzi per ridurre le emissioni di carbonio e migliorare la qualità dell'aria. Tuttavia, ulteriori ricerche sono necessarie per esplorare appieno il potenziale dell'UCOME e affrontare le sfide legate alla sua adozione. In conclusione, questa tesi enfatizza esplicitamente l'importanza delle tecnologie avanzate EGR e di pressione del sistema di iniezione nel raggiungere prestazioni ottimali del motore con le miscele di UCOME. I risultati contribuiscono allo sviluppo di motori diesel ecologici e supportano la transizione verso un trasporto sostenibile.

This research work commences an engineering analysis of the transcendent impact of exhaust gas recirculation (EGR) rate and rail pressure on the performance parameters of a diesel engine located at the ICE Laboratory of the Department of Mechanical, Energy, Management and Transport Engineering (DIME) using blends of commercial diesel and used cooking oil methyl esters (UCOME). The experimental campaign was conducted in compliance with Euro 5 emissions regulations. The study explores the effects of controlling parameters such as EGR rate and rail pressure on engine performance, fuel consumption, and emissions. Different UCOME blends, including 40%, 70%, and 100% neat UCOME, were compared to commercial diesel. The findings demonstrate the significant influence of EGR rate and rail pressure on fuel consumption, emissions (soot and NOx), combustion temperature, air-fuel ratio, and overall efficiency. Advanced exhaust gas recirculation (EGR) equipped with variable nozzle turbine (VNT) and rail pressure technologies prove to be effective in optimizing engine efficiency and reducing emissions. Considering EU regulations, UCOME emerges as a promising alternative fuel for diesel engines, aligning with efforts to reduce carbon emissions and improve air quality. However, further research is needed to fully explore UCOME's potential and address challenges related to its adoption. In conclusion, this thesis emphasizes explicitly, the importance of advanced EGR and rail pressure technologies in achieving optimal engine performance with UCOME blends. The findings contribute to the development of environmentally friendly diesel engines and support the transition towards sustainable transportation.