Analisi parametrica dell'influenza della sovralimentazione elettrica in motori automobilistici ad accensione comandata

La ricerca nel mondo dei motori a combustione interna ਠsempre stata rivolta alla massimizzazione del trade off tra consumi e prestazioni, spesso vincoli in contrasto tra loro. Negli ultimi anni c'ਠstato un interesse sempre crescente verso l'elettrificazione dei veicoli stradali passando da motori ibridi termico-elettrico fin anche al totalmente elettrico. Tale scelta puಠportare benefici sia riducendo il consumo di carburante in caso il motore elettrico riesca a sopperire addirittura anche da solo al bisogno di trazione sia in termini prestazionali riducendo ad esempio il turbo-lag nei veicoli con con turbocompressore. L'esemplificazione di tale ricerca si osserva nella Formula 1 in cui ormai il sistema MGU-H, MGU-K, evoluzione del KERS nelle moderne power unit consente prestazioni elevatissime e consumi confrontabili con alcune super-car in commercio. Il sistema MGU-H (Motor Generator Unit - Heat) ਠun motore elettrico sincrono che puಠessere utilizzato sia da generatore che da motore. L'energia che sarebbe persa tramite valvola west-gate dei gas di scarico viene invece utilizzata per ricaricare il pacco batterie. Analogamente il sistema MGU-K (Motor Generator Unit - Kinetic) riceve energia direttamente dall'albero motore durante la frenata del veicolo e puಠrestituirla quando ਠnecessario ridurre al minimo il tempo per le prestazioni massime. L'elaborato presente ha come scopo l'analisi di fattibilità  dell'utilizzo del sistema MGU-H in motori automobilistici di differenti cilindrate. Con target sul mantenimento delle stesse prestazioni massime della configurazione "base" si valuta il risparmio in termini di carburante, la riduzione del turbo-lag e l'accumulo di energia elettrica. Si cercano inoltre consumi ed emissioni inquinanti in un ciclo guida WLTP e, grazie ad ipotesi semplificative, in un ciclo RDE. Le configurazioni considerate comprendono l'utilizzo sia della valvola West-Gate sia del motogeneratore lasciando alla strategia per il consumo a definire la condizione lavorativa del powertrain. Per avere coerenza all'interno delle simulazioni e successivamente nei confronti si utilizza come target la BMEP - Brake Mean Effective Pressure in quanto indipendente dalla cilindrata e sinonimo di ugual prestazioni interno cilindo. †¢ 1500 cc 3 cilindri in linea singolo turbo-compressore con mgu-h; †¢ 2000 cc 4 cilindri in linea singolo turbo-compressore con mgu-h; †¢ 3000 cc 6 cilindri V90° singolo turbo-compressore con mgu-h; †¢ 6000 cc 12 cilindri W singolo turbo-compressore con mgu-h;