Analisi sperimentale e numerica di un sistema di iniezione ad attuazione diretta per motori Diesel

Nel presente lavoro si riportano i risultati di un’analisi sperimentale e numerica del comportamento idraulico e dell’evoluzione degli spray di un innovativo sistema di iniezione ad attuazione diretta per motori Diesel light duty. Il sistema d’iniezione analizzato - Magneti Marelli Diesel Direct Injection, DDI - è basato sull’attuazione diretta dello spillo iniettore mediante solenoide. Il sistema DDI opera con pressioni di iniezione fino a 600 bar, con un polverizzatore multi-foro che consente di ottenere una distribuzione di getti di combustibile in camera di combustione adatta per applicazioni Diesel industriali ed automotive di piccola cilindrata. Nella fase attuale della ricerca, i cui risultati sono riportati nel presente lavoro, il comportamento idraulico del sistema DDI in termini di volume iniettato e di portata istantanea è stato analizzato in diverse condizioni di funzionamento. L’evoluzione degli spray risultante in queste condizioni è stata inoltre analizzata in condizioni di camera quiescente mediante tecniche di visualizzazione per determinare le principali caratteristiche geometriche del getto. Il successivo confronto con le simulazioni computazionali è il punto di partenza per lo sviluppo di una metodologia che, mediante l'integrazione di codici di calcolo 1D e 3D, sia in grado di descrivere l'evoluzione dello spray e la sua interazione con la carica presente all’interno della camera di combustione. In questa fase del lavoro si è valutato il comportamento dei principali modelli CFD utilizzati per la simulazione dello spray di combustibile con approccio lagrangiano, in condizioni di pressione di iniezione non convenzionali per applicazioni Diesel. Si riportano quindi i confronti sperimentali-numerici con i principali risultati conseguiti nel corso di un campagna di validazione dei modelli di atomizzazione, valutando anche gli effetti di alcuni parametri, quali la dimensione media della cella computazionale, sull'evoluzione dello spray.