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VITTORIO RAVAGLIOLI
Docente Interateneo
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Powertrain Design and Manufacturing/Internal Combustion Engines
Advanced Automotive Engineering (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
- Powertrain Design and Manufacturing:
Gli obiettivi del corso sono di fornire le conoscenze, i metodi e gli strumenti utili per la corretta progettazione e verifica dei componenti meccanici delle trasmissioni di potenza, quali le trasmissioni ad ingranaggi, mediante elementi flessibili, i collegamenti di potenza e i loro materiali. Alla fine del corso gli studenti saranno in grado, ad esempio, di selezionare il tipo più appropriato di connessioni meccaniche o di sistemi di trasmissione.
- Internal Combustion Engines:
Il corso è finalizzato alla comprensione delle modalità in cui progettazione e controllo di un motore a combustione interna ne influenzano le prestazioni, i consumi, l’impatto ambientale e la rumorosità.
Gli studenti devono sviluppare, per le diverse tipologie di motore esaminate, conoscenze approfondite relativamente al moto dei fluidi, alle modalità di introduzione del combustibile, alla termodinamica dei processi di combustione e al modo in cui questi influenzano potenza, efficienza ed emissioni.
Il corso prevede anche l’analisi di dati sperimentali acquisiti durante attività in sala prova motore.
Le competenze acquisite permettono di scegliere le soluzioni tecnologiche più adatte per le diverse applicazioni motoristiche e di interpretare in modo critico i dati sperimentali provenienti dai principali sensori applicati al motore.
Prerequisiti
Internal Combustion Engines:
Fisica tecnica
Macchine a fluido
Programma del corso
- Powertrain Design and Manufacturing:
Trasmissioni medianti organi flessibili.
Teoria dei tubi di forte spessore. Calcolo degli accoppiamenti albero mozzo per attrito.
Calcolo e verifica delle ruote dentate.
Affidabilità e sicurezza di componenti meccanici.
Calcolo e dimensionamento delle ruote dentate.
- Internal Combustion Engines:
• Richiami sui cicli termodinamici di un motore a combustione interna: motore SI e CI;
• Parametri fondamentali per la valutazione della prestazione motore;
• Sistemi di aspirazione e scarico;
(CFU 1, ore 10)
• La combustione nei motori SI;
• Effetto dei sistemi a fasatura variabile (VVT)
• Prestazioni del motore SI e controllo delle emissioni;
• Detonazione e proprietà del combustibile, Misfire e Pre-Accensione;
(CFU 1.5, ore 15)
• La combustione nei motori CI;
(CFU 0.5, ore 5)
• Prestazioni del motore SI e controllo delle emissioni;
• Sistemi di alimentazione dei motori Diesel e design del pattern di iniezione in un sistema Common Rail Multi-Jet;
• Misura e controllo del rumore di combustione;
• Idrogeno e combustibili sintetici;
(CFU 1.0, ore 10)
• Tecniche di sovralimentazione
(CFU 1.5, ore 15)
• Introduzione alle modalità di combustione innovative (LTC, HCCI, PCCI, RCCI, GDCI);
• Fondamenti di controllo della combustione in catena chiusa.
(CFU 0.5, ore 5)
Metodi didattici
- Powertrain Design and Manufacturing:
L’insegnamento prevede lezioni frontali teoriche ed esercitazioni realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali. Il materiale didattico viene reso disponibile alla conclusione del corso attraverso la piattaforma “Virtuale” (https://virtuale.unibo.it)
- Internal Combustion Engines:
L’insegnamento prevede lezioni frontali teoriche realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali.
Il materiale didattico sarà reso disponibile al termine di ogni lezione attraverso la piattaforma “Dolly” (http://dolly.ingmo.unimore.it) e VirtuaLe (https://virtuale.unibo.it/).
Testi di riferimento
- Powertrain Design and Manufacturing:
Robert C. Juvinall - Kurt M. Marshek “Machine Component Design”, 5th Edition Wiley
Shigley's Mechanical Engineering Design (McGraw-Hill Series in Mechanical Engineering)
Pahl G., Beitz W., Feldhusen J., Grote K.-H., [http://www.springer.com/it/book/9781846283185] - A Systematic Approach, 2007, Springer, ISBN 978-1-4471-6025-0
Ullman G.D.
“The Mechanical Design Process”
Mc Graw-Hill, 1992.
- Internal Combustion Engines:
• Notes taken by the students and lecture material provided by the professor;
• G. Ferrari, "Motori a Combustione Interna", Esculapio;
• J.B. Heywood, "Internal Combustion Engine Fundamentals", McGraw Hill;
Verifica dell'apprendimento
- Powertrain Design and Manufacturing:
Le prove di accertamento dell'apprendimento sono scritta ed orale. La prova scritta consiste nella soluzione di tre esercizi di progettazione di prodotti e componenti. La prova orale consiste in un colloquio durante il quale sono analizzati gli errori commessi nella prova scritta ed approfonditi alcuni aspetti teorici trattati a lezione.
- Internal Combustion Engines:
L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame.
La verifica dell’apprendimento prevede una prova orale.
Tale prova consiste nella discussione di 3 domande, finalizzate a verificare la comprensione e l’applicazione dei contenuti del corso.
Gli indicatori di valutazione della prova sono:
- Capacità di utilizzare le conoscenze (25 %)
- Capacità di collegare le conoscenze (25 %);
- Padronanza del linguaggio tecnico (15 %);
- Capacità di discutere gli argomenti (20 %)
- Capacità di approfondire gli argomenti (15 %)
La valutazione della prova orale è espressa in trentesimi (un punteggio maggiore di 30 comporta l’ottenimento del voto: 30 e lode).
La verifica si intende superata se il punteggio risulta almeno sufficiente (18/30).
Risultati attesi
- Powertrain Design and Manufacturing:
Lo studente acquisisce conoscenze di base e avanzate sulla progettazione e sul dimensionamento di parti di macchine e dei loro organi dedicati alla trasmissione di potenza.
- Internal Combustion Engines
Conoscenza e capacità di comprensione:
tramite le lezioni frontali gli studenti apprendono i concetti alla base della progettazione, dello sviluppo e della gestione dei moderni motori a combustione interna. La comprensione di tali concetti permette di sviluppare la capacità di elaborare e applicare idee originali, anche in un contesto di Ricerca & Sviluppo.
Conoscenza a e capacità di comprensione applicate:
per ogni tipologia di tecnologia per ICE discussa durante il corso, saper identificare:
- i principi di funzionamento;
- i principali criteri di simulazione e progettazione;
- le linee guida per il controllo di quel sistema meccanico.
Autonomia di giudizio:
le conoscenze teoriche acquisite, combinate con l’analisi di dati sperimentali effettuata insieme al docente, consentono di sviluppare una elevata capacità critica e di giudizio anche in processi decisionali complessi.
Abilità comunicative
Comunicare in modo chiaro le conoscenze e le capacità di comprensione acquisite.
Utilizzare in maniera corretta e appropriata linguaggio, concetti e modelli acquisiti per discutere efficacemente delle soluzioni progettuali e modellistiche di sistemi di trazione con motori a combustione interna
Capacità di apprendere:
le attività descritte consentono allo studente di sviluppare le capacità di apprendimento necessarie ad approfondire argomenti tecnici in autonomia, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o ad intraprendere di formazione successivi.