Modellazione numerica di un powertrain ibrido per applicazioni industriali

Il presenta lavoro, si inserisce nell'ambito di una collaborazione tra l'Università  di Modena e Reggio Emilia e Kohler Engines EMEA, che ha come scopo l'analisi di un sistema propulsivo ibrido per veicoli industriali. La famiglia di motori Diesel KDI 2504 TCR della Kohler, con potenza massima di 54 KW ha la caratteristica di riuscire a rispettare le attuali normative senza utilizzare i filtri DPF e SCR. Per cercare di mantenere questa peculiarità  in futuro, nonostante l'inasprimento delle normative sulle emissioni, si ਠpensato, a parità  di potenza, di sostituire un motore 4 cilindri, con un motore 3 cilindri avente stessa cilindrata unitaria, ed affiancare ad esso una macchina elettrica. La prima parte del lavoro si ਠincentrata sulla calibrazione a pieno carico del modello di simulazione CFD 1D GT-Suite del motore 3 cilindri KDI 1903 TCR. Successivamente si ਠpassati allo sviluppo di una metodologia semplificata ma affidabile, per l'estrapolazione dei consumi specifici del motore, ai carichi parziali, a partire dalla curva a pieno carico. Nell'ultima parte del lavoro, sono stati creati ulteriori modelli di simulazione GT-Suite, che permettono di studiare differenti strategie ibride, in maniera molto rapida ed accurata. Sono state confrontate due strategie, applicate ad un tipico ciclo di lavoro del motore 4 cilindri KDI 2504 TCR. In particolare, sono stati analizzati i risultati in termini di consumo specifico ed emissioni inquinanti. Lo studio dimostra come sia concretamente possibile ottenere significativi benefici nell'ibridizzazione di un motore industriale (riduzione dei consumi BSFC del 1.9%, delle emissioni degli NOx del 13,9 % e di Soot del 26%), mantenendo comunque un accettabile grado di complessità  del sistema. Inoltre, si ਠvisto che con GT-Suite ਠpossibile simulare in modo relativamente semplice un generico ciclo di funzionamento, tenendo conto delle caratteristiche del motore termico e di quello elettrico.