1D thermo-fluid dynamic simulation of a turbocharged heavy duty CI engine : performances and emissions

This thesis deals with the validation of a six cylinders, turbocharged, heavy-duty compression ignition Diesel engine equipped with a short route Exhaust Gas Recirculation system (EGR) dedicated to the truck transportation. Validate an engine means compare the parameters predicted with a simulation tool with the results of an experimental campaign. This engine is built by Fiat Power Train (FPT) that provides the data necessary for the comparisons. In particular, twelve points at different load and engine speed are considered. The 1D Computational Fluid Dynamic (CFD) model adopted in this work is GASDYN which is a research code developed by the Internal Combustion Engine (ICE) group of Politecnico di Milano. This software is coupled with a Graphical User Interface (GUI), that, in its last version, is called GASDYNPRE3. Through this interface the scheme of the engine is drawn in all its main components to create the input files necessary to GASDYN to perform the thermo-fluid dynamic simulations.

Questa tesi riguarda la validazione di un motore Diesel di grossa taglia, turbo-sovralimentato a sei cilindri, con un circuito per la ri-circolazione dei gas combusti, destinato ai mezzi pesanti. Validare un motore significa confrontare i risultati dei principali parametri operativi calcolati con uno strumento di simulazione con gli stessi dati derivati da una campagna sperimentale. Il motore studiato è costruito dalla Fiat Power Train (FPT) che ha fornito i dati sperimentali necessari per i confronti. In particolare sono stati studiati dodici punti differenti per carico e giri del motore. Il modello monodimensionale di fluidodinamica computazionale utilizzato in questa tesi è il GASDYN: un codice di ricerca sviluppato dal gruppo motori a combustione interna del Politecnico di Milano. Questo software è accoppiato ad una interfaccia grafica che, nella sua ultima versione, si chiama GASDYNPRE3. Con questa interfaccia è possibile costruire il modello del motore con tutti i suoi componenti per fornire a GASDYN i parametri di input necessari per le simulazioni termo-fluidodinamiche.