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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 086052 - MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA L
Docente Cerri Tarcisio
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (352) INGEGNERIA ENERGETICA*AZZZZ086052 - MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA L
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - BV (353) INGEGNERIA MECCANICA*AZZZZ086052 - MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA L

Obiettivi dell'insegnamento

L’obiettivo è fornire allo studente le conoscenze fondamentali riguardanti i principi sui quali si basa il funzionamento del motore a combustione interna. In particolare, viene sviluppata l'analisi dei processi di natura termodinamica e fluidodinamica che sono alla base delle interazioni energetiche tra i fluidi di lavoro e gli organi che costituiscono il motore endotermico. In questo contesto, verranno introdotti dei criteri fondamentali per identificare un'opportuno propulsore in funzione del tipo di impiego e per un dimensionamento di geometrie semplificate di sistemi d’alimentazione dei fluidi di lavoro, del sistema di scarico dei gas combusti e del sistema di raffreddamento.


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • conosce i principi di funzionamento delle diverse tipologie di motori a combustione interna, dei sottosistemi che li compongono e il significato dei principali parametri motoristici;
  • conosce le curve caratteristiche e le mappe di funzionamento delle varie tipologie di motori endotermici al fine di valutarne l’idoneità alla loro applicazione come macchina motrice;
  • conosce le modalità con le quali il propulsore viene alimentato dai vari fluidi di lavoro;
  • conosce le principali modalità di combustione che si realizzano nei motori, le ragioni che determinano la formazione delle principali specie inquinanti in camera di combustione e i principali sistemi di riduzione delle emissioni inquinanti posti lungo il sistema di scarico del motore endotermico;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • è in grado di identificare un'opportuno propulsore per un determinato impiego in base ai principali parametri motoristici di progetto;
  • sa calcolare i parametri caratteristici di un motore a combustione interna;
  • è in grado di effettuare il dimensionamento di condotti di alimentazione aria a geometria semplice, di semplici sistemi di scarico e un dimensionamento di massima di alcune parti del sistema di raffreddamento del motore.

Argomenti trattati

Caratteristiche dei motori a combustione interna: classificazione, campi di impiego, parametri caratteristici e prestazioni dei motori.

Alimentazione aria nei motori endotermici: condizioni di flusso attraverso valvole e luci, coefficiente di efflusso. Diagramma della distribuzione, cenni sui sistemi a fasatura variabile. Il processo di lavaggio nel motore a due tempi. La sovralimentazione, tipologie più diffuse (meccanica, turbo-sovralimentazione a gas di scarico), tipologie di compressori adottati per i motori a combustione interna.

Sistemi di aspirazione e scarico: effetti dinamici nei condotti del motore, effetto inerziale ed effetto d’onda. Sistemi di aspirazione e scarico, sistemi a geometria variabile.

Alimentazione combustibile: esigenze del motore a ciclo Otto, alimentazione a carburazione e iniezione, formazione della miscela combustibile-aria. Esigenze del motore Diesel, soluzioni costruttive, caratteristiche dello spray.

Combustione nel motore: combustione in un motore ad accensione comandata (Otto) di una carica omogenea, geometria della camera di combustione, forme di combustione anomala. Caratteristiche del processo di combustione in un motore ad accensione spontanea (Diesel), combustione in fase premiscelata e in fase diffusiva, geometria della camera di combustione.

Formazione e controllo degli inquinanti: limiti legislativi sulle emissioni dei veicoli terrestri, cicli di omologazione Europei, emissioni dallo scarico dei motori a combustione interna ad accensione comandata (Otto) e spontanea (Diesel): ossido di carbonio, idrocarburi incombusti, ossidi di azoto, particolato. Sistemi di controllo delle emissioni in motori Otto e Diesel.

Sistemi di raffreddamento: processo di trasmissione del calore in un motore endotermico, raffreddamento a liquido, raffreddamento ad aria.

Propulsione ibrida: cenni sui vari sistemi di accoppiamento motore termico – motore elettrico per la propulsione di veicoli terrestri.

 


Prerequisiti

Sono necessarie le conoscenze acquisite nell'ambito dell'Analisi Matematica, le conoscenze di cinematica, meccanica e termodinamica acquisite nel’insegnamento di Fisica Sperimentale, le conoscenze di Fisica Tecnica legate ai principi della termodinamica, trasformazioni termodinamiche e cicli termodinamici.


Modalità di valutazione

E’ prevista una prova scritta solo negli appelli d'esame nelle date stabilite dal calendario accademico. Non sono previste prove in itinere nè esami orali.

Ciascuna prova si compone di tre parti:

  • prima parte: 10 domande a risposta multipla;
  • seconda parte: un esercizio;
  • terza parte: due domande di teoria.

La prima parte viene ritirata prima dello svolgimento della seconda e terza parte.

Tutti gli studenti possono accedere alla seconda e terza parte.

La prova risulterà sufficiente nel caso in cui si otterrà un punteggio complessivo pari a 18/30.

L'esame ha l'obiettivo di verificare se lo studente abbia acquisito in maniera adeguata le seguenti competenze:

- prima parte: la conoscenza e la comprensione di concetti generali

  • delle equazioni fondamentali che governano il funzionamento del motore a combustione interna;
  • degli aspetti fluidodinamici e termodinamici di base che caratterizzano il motore e della loro influenza sulle sue prestazioni;
  • dei principali parametri che descrivono le caratteristiche dei motori a combustione interna;

- seconda parte: la capacità di applicare le conoscenze acquisite

  • al calcolo delle prestazioni e dei rendimenti del propulsore;
  • per la scelta di una determinata tipologia di motore dati i principali parametri di funzionamento;
  • per la progettazione di massima di un sistema di aspirazione o di scarico;
  • per la progettazione di massima di una parte del sistema di raffreddamento;

- terza parte: la conoscenza e la comprensione dei contenuti specifici

  • classificazione, campi di impiego, parametri caratteristici e prestazioni dei motori;
  • sistemi di alimentazione fluidi di lavoro dei motori: descrizione del funzionamento e degli aspetti fluidodinamici;
  • combustione nel motore ed effetti sulla formazione delle emissioni inquinanti;
  • sitemi di riduzione delle emissini dallo scarico dei motori.

 

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaG. Ferrari, Motori a Combustione Interna, Editore: Esculapio, Anno edizione: 2016, ISBN: 9788874889716 https://www.editrice-esculapio.com/ferrari-motori-a-combustione-interna/
Risorsa bibliografica facoltativaGiancarlo Ferrari, Internal Combustion Engines, Editore: Esculapio, Anno edizione: 2014, ISBN: 978887488765

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
38:00
57:00
Esercitazione
12:00
18:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
11/08/2020