Studio della detonazione e della deriva termica in motori otto mediante modello quasi-dimensionale con cinetica chimica dettagliata

The aim of this work is to investigate about knock prediction and its interaction with the thermal evolution and some engine parameters. After a brief description about the main context, the adopted procedure will be explained and finally, the detailed results will be shown. The used method involves simulation of the working condition by using the quasi-dimensional code GASDYN, developed at the Politecnico di Milano, and subsequently comparison between obtained results and experimental tests. Finally, by means of radicals, pressures and heat release comparisons, a code validation can be performed, as well as the most important engine parameters influencing knock intensity and thermal evolution are characterized. The whole procedure has been consolidated by means of its application, total or partial, on two engines, in many different working conditions and different fuels, whose combustion has been modeled using the DSmoke method, hence in a kinetically detailed way. The obtained results have generally shown a good agreement between the experimental data and the simulated ones, so they are a good example of knock study and prediction.

Il presente lavoro si propone di studiare il fenomeno della detonazione e la sua interazione con la deriva termica e alcuni parametri motoristici. Dopo una descrizione semplificata del contesto applicativo, verrà delineata la procedura adottata e si entrerà infine nel dettaglio dei risultati. Il metodo utilizzato prevede la simulazione della condizione di funzionamento in esame mediante il codice quasi-dimensionale Gasdyn, sviluppato dal Politecnico di Milano, e il successivo confronto dei risultati ottenuti con i dati sperimentali. Una volta estratti i rilievi sperimentali più significativi, si procede al suddetto confronto con i risultati simulati, al fine di validare il codice ed individuare i parametri motoristici che maggiormente influenzano la detonazione e la deriva termica. Il confronto avviene principalmente dai punti di vista delle curve di pressione, dell’andamento dei radicali e del rilascio del calore. Tutta la procedura esposta è stata consolidata dall’applicazione, totale o parziale, su due motori, per numerose condizioni di funzionamento e diversi carburanti, la cui combustione è stata modellata attraverso il metodo DSmoke, quindi in modo cineticamente dettagliato. I risultati ottenuti hanno mediamente mostrato un discreto accordo tra gli andamenti sperimentali e simulativi, rappresentando così un buon esempio di studio e contrasto dei fenomeni detonanti.