Definizione analitico-sperimentale di una metodologia per l’identificazione delle switching windows di un advanced valvetrain = Analytical-experimental definition of a methodology for the switching windows’ identification of an advanced valvetrain

Il seguente lavoro di tesi è stato svolto presso l’azienda EATON S.r.l all’interno del reparto R&D di Advanced Valve Actuation, in un team dedicato al design e alla validazione di advanced valvetrains per veicoli commerciali. I valvetrain per applicazioni heavy-duty, oltre ad occuparsi della movimentazione delle valvole di aspirazione e di scarico dei gas all’interno dei motori termici, devono garantire la funzione di engine brake, che permette di rallentare il veicolo senza dover ricorrere all’utilizzo dei freni di servizio. Il suo funzionamento è garantito dalla presenza di rocker arms disattivabili mediante un controllo elettroidraulico; per assicurare la corretta commutazione del sistema è essenziale definire le finestre angolari e la mappa dei ritardi (p,T) da implementare all’interno della centralina motore (Engine Control Unit - ECU). La definizione impropria di tali parametri comporta un’errata commutazione del sistema e può causare la rottura dei suoi sottoassiemi. L’attività svolta ha l’obiettivo di sviluppare una metodologia strutturata per la definizione delle finestre ottimali di commutazione di un valvetrain 1.5 Stroke Engine Brake (1.5S). A tale scopo, è stato inizialmente analizzato il sistema 1 Stroke (1S), meno complesso, ridefinendo la metodologia esistente con l’ausilio di test sperimentali e della calibrazione di un modello matematico GT-Suite del circuito idraulico. La taratura delle finestre e lo sviluppo di una procedura rigorosa per la definizione delle stesse è stato necessario per prevenire criticità sul valvetrain 1.5S, in seguito ad alcune problematiche riscontrate sul sistema 1S. Per ovviare al problema nel breve termine e ottimizzare il processo di definizione delle finestre nel medio-lungo periodo sono state adottate due soluzioni distinte sul sistema 1 Stroke: un’azione correttiva immediata (Immediate Corrective Action - ICA) e un’azione correttiva definitiva (Permanent Corrective Action - PCA). La prima prevede l’esecuzione di test sperimentali intermedi per la validazione della strategia; la seconda sostituisice le campagne sperimentali con il modello matematico 1D del valvetrain. Il modello idraulico è stato calibrato basandosi sui dati ottenuti dalle numerose analisi sperimentali condotte, in modo da incrementarne l’affidabilità e la capacità predittiva. In conclusione, la metodologia sviluppata è stata adattata alla maggior complessità del valvetrain 1.5 Stroke e applicata con successo nel processo di definizione delle switching windows del sistema, permettendo così di validarne l’efficacia.