SVILUPPO DI UN MODELLO DI SIMULAZIONE DI CATALIZZATORI “SCR ON FILTER” PER MOTORI DIESEL AUTOMOBILISTICI = DEVELOPMENT OF A SIMULATION MODEL FOR "SCR ON FILTER" CATALYSTS FOR AUTOMOTIVE DIESEL ENGINES

La crescente preoccupazione per gli effetti dell'inquinamento sull'ambiente e sulla salute umana ha indotto negli anni, a normative sempre più stringenti. Un ruolo fondamentale nei motori a combustione interna è stato ricoperto dai sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. Per soddisfare le nuove normative sulle emissioni, i motori richiedono la combinazione di diversi dispositivi di post-trattamento posizionati a monte nella linea di scarico, il più vicino possibile al motore, per accelerare il riscaldamento e aumentare la temperatura operativa del sistema. L’utilizzo di modelli di simulazione affidabili risulta indispensabile per identificare la tecnologia più promettente per rispettare le normative. Una tecnologia di post-trattamento diesel che sta emergendo, è l'integrazione di catalizzatori di riduzione catalitici selettivi (SCR) su filtri antiparticolato diesel (DPF) come strumento per trattare, contemporaneamente, gli ossidi di azoto (NOx) e le emissioni di particolato (PM). Lo scopo di questo lavoro è quello di sviluppare un modello affidabile di tale componente e di calibrare i parametri cinetici basati su misurazioni sperimentali. È stato quindi costruito un modello di simulazione di una riduzione catalitica selettiva rivestita su un filtro (SCR on Filter), a partire dai test di laboratorio SGB (Synthetic Gas Bench), per stimare la capacità di stoccaggio dell’ammoniaca e l’efficienza di riduzione degli NOx. È stato utilizzato un codice fluidodinamico di simulazione del motore monodimensionale (1D), GT-SUITE attraverso il quale è stato definito un modello cinetico globale che include le reazioni di ossidazione di ammoniaca, di ossidazione del monossido di azoto e le reazioni, standard, fast e slow, caratteristiche di un SCR. Questo è stato fatto per due diversi carichi di Soot (0 g/l e 8 g/l). Dai risultati ottenuti si è visto che le tracce delle concentrazioni provenienti dal modello di simulazione, seguono i dati misurati con accuratezza accettabile in entrambi i casi. A questo punto il modello è stato riportato alle dimensioni delle condizioni reali e successivamente validato sul ciclo guida WLTP ottenendo anche in tal caso risultati abbastanza soddisfacenti.