Analisi sperimentale e numerica di un motore monocilindrico con sistema Passivo Turbulent Jet Ignition (TJI) = Experimental and Numerical Analysis of a Passive Turbulent Jet Ignition (TJI) Single-Cylinder Engine

In un contesto in cui si richiede una mobilità sempre più sostenibile, dove la riduzione del consumo di carburante gioca un ruolo chiave per lo sviluppo di motori a combustione interna innovativi, il sistema Turbulent Jet Ignition (TJI) rappresenta una delle soluzione più promettenti per il miglioramento dell’efficienza termica del motore. Tuttavia, diversi dettagli relativi a questa tipologia di combustione, caratterizzata dalla presenza di getti turbolenti, devono ancora essere del tutto compresi ed inoltre la progettazione e la calibrazione di sistemi di TJI efficienti richiede il supporto di strumenti di simulazione affidabili, che permettono di fornire informazioni aggiuntive non accessibili attraverso un approccio del tutto sperimentale. A tal scopo, l’analisi sperimentale è stata combinata con uno studio 3D/CFD con l’obiettivo di andare ad analizzare le caratteristiche della combustione all’interno di un motore monocilindrico (SI) equipaggiato con un sistema TJI. Inizialmente, col fine di andare ad eseguire il post-processing dei dati sperimentali, è stata eseguita un’analisi 1D/CFD. In seguito, una volta realizzato il modello numerico, è stata condotta l’analisi 3D/CFD. In particolare, mantenendo il regime di rotazione co-stante (3000 rpm) e variando la dosatura della miscela (da stechiometrica a λ = 1,4) si è andato a confrontare la fase di propagazione della fiamma all’interno della Pre-Camera e la fase di penetrazione dei getti all’interno della camera principale. Infine, mantenendo la dosatura costante (stechiometrica) è stata confrontata la fase di lavaggio della Pre-Camera relativa ai casi a 3000 rpm e 4000 rpm. I risultati mostrano, come previsto, la forte influenza dell’impoverimento della miscela sulla fase iniziale del processo di combustione, con il conseguente rallentamento della fase di propagazione della fiamma all’interno della Pre-Camera, ed una formazione più irregolare dei getti turbolenti all’interno della camera principale. Tuttavia, una volta che i getti penetrano all’interno della camera principale, la fase di combustione mostra una dipendenza minima dalla dosatura della miscela, sinonimo di un ruolo predominante della turbolenza.