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Carlo Alberto RINALDINI
Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Sperimentazione e Calibrazione Powertrain
Ingegneria del veicolo (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso fornirà agli studenti nozioni riguardanti:
- la sperimentazione sui sistemi di propulsione
- la calibrazione di motori a combustione interna, con particolare attenzione all’integrazione in sistemi di propulsione ibridi
Prerequisiti
Powerunit/Motori a combustione interna
Programma del corso
Introduzione alla sperimentazione e al controllo di sistemi di propulsione.
Sperimentazione (2 CFU)
Specifiche delle attrezzature sperimentali e progetto dei principali impianti (ventilazione, climatizzazione aria, raffreddamento acqua, stoccaggio e alimentazione combustibile).
Sperimentazione su motori, strumenti per la misura di:
- Coppia, potenza, velocità di rotazione (freni);
- Consumo combustibile, aria comburente e olio;
- Emissioni inquinanti;
Sistemi di acquisizione dati e tipologie di test.
Controllo, calibrazione e omologazione (1,5 CFU)
Controllo e calibrazione di motori benzina e Diesel; effetto delle strategie di controllo su consumo combustibile, prestazioni ed emissioni.
Architettura, controllo e gestione energetica di sistemi di propulsione ibridi. Integrazione e controllo di MCI in veicoli ibridi.
Procedure di omologazione dei veicoli con riferimento in particolare ai test sulle emissioni.
Test di veicoli su banco a rulli.
Modellazione con Matlab/Simulink di veicoli ibridi e ottimizzazione delle strategie di controllo. (1,5 CFU)
Analisi combustione e combustibili alternativi (1 CFU):
Acquisizione e analisi della traccia di pressione in-cilindro, analisi combustione.
Combustibili alternativi a basso impatto ambientale e combustioni innovative.
Metodi didattici
Il corso include:
- lezioni teoriche svolte con l’ausilio di sistemi multimediali
- esercitazioni numeriche
- attività di laboratorio svolta su PC (software: Matlab/simulink e Excel)
- vista al laboratorio di sperimentazione su sistemi di propulsione del DIEF
Testi di riferimento
Reference Books:
- A. J. Martyr, David Rogers, Engine Testing - Electrical, Hybrid, IC Engine and Power Storage Testing and Test Facilities, 5th Edition - October 14, 2020, Butterworth-Heinemann
- Mehrdad Ehsani, Yimin Gao, Stefano Longo, Kambiz Ebrahimi, Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles, 3rd Edition, 2018, CRC Press
Other Sources
- GUZZELLA, Lino; ONDER, Christopher. Introduction to modeling and control of internal combustion engine systems- Second Edition. Springer, 2010.
- GUZZELLA, Lino; SCIARETTA, Antonio. Vehicle Propulsion System - Third Edition, Springer, 2012
- Ferrari, Giancarlo: Internal Combustion Engines (English Edition)
Verifica dell'apprendimento
L’esame finale consiste in 3 parti:
- progetto da consegnare sotto forma di tesina 2 giorni prima dell'appello relativamente ad un modello di veicolo ibrido modellato in ambiente Matlab/Simulink (dettagli su Moodle)
- una prova scritta con domande a risposta aperta, domande a risposta chiusa e semplici esercizi (durata circa 30 minuti)
- una prova orale (durata 20-40 min)
La tesina viene valutata tra 0 e 2 punti che si sommano al voto dello scritto e viene discussa all'orale.
L'accesso all'orale avviene solo con voto >=18/30 allo scritto (incluso punteggio tesina). Il voto finale è calcolato come voto scritto + punteggio orale (il punteggio orale può variare tra -13 e +2).
Non è possibile consultare libri o appunti né durante lo scritto né durante l'orale.
Risultati attesi
Al completamento del corso, lo studente:
- avrà una conoscenza dettagliata delle attrezzature, della strumentazione e delle procedure per il test dei sistemi di propulsione;
- conoscerà le principali strategie di controllo motore e il loro impatto sul consumo di combustibile, sulle prestazioni e sulle emissioni;
- conoscerà le principali caratteristiche e strategie di controllo richieste ad un motore a combustione interna per applicazioni su veicoli ibridi;
- sarà in grado di effettuare l’analisi della combustione per motori a combustione interna;
- conoscerà le architetture e le strategie di gestione dei flussi energetici dei sistemi di propulsione ibridi e le procedure di omologazione degli stessi, con particolare riferimento ai test sulle emissioni inquinanti;
- sarà in grado di fare una modellazione di base mediante software Matlab/Simulink si un veicolo ibrido e di testare le relative strategie di controllo;