Analisi CFD del collettore di aspirazione del motore SDE 1300 per l’ottimizzazione del grado di EGR. = CFD analysis of the engine SDE 1300 intake manifold to optimize the EGR degree

Con l’attività di tesi svolta in collaborazione con FCA e completata con un esperienza di stage in FCA, dal titolo “Analisi CFD del collettore di aspirazione del motore SDE 1300 per l’ottimizzazione del grado di EGR”, si propone di studiare tramite una serie di simulazioni in accoppiamento tra i software GT-POWER e STAR CCM+, la fluidodinamica del collettore di aspirazione al variare dei diversi gradi di EGR per diversi punti operativi motore Small Diesel Engine (SDE). Prima di effettuare le simulazioni in accoppiamento è stato eseguito il flussaggio del modello 3D in regime stazionario, per verificare che il modello fisico fosse stato definito e impostato correttamente su STRA CCM+. Successivamente è stato predisposto per l’accoppiamento il modello 1D su GT-POWER (fornito da FCA), ed è stato verificato che tale modello fosse in grado di girare in modalità non accoppiata. In seguito è stato possibile eseguire l’accoppiamento tra i due software, in questa fase sono stati predisposti gli strumenti di post-processing dei risultati; successivamente è stata eseguita la fase di calcolo; i punti operativi del motore analizzati sono dei punti chiave, in totale 4: • Basso carico e bassa velocità di rotazione del motore • Alto carico e ad alta velocità di rotazione del motore • Due punti intermedi con carico intermedio I risultati raccolti hanno consentito di definire la distribuzione dei gas di scarico nei condotti di uscita del collettore per ogni punto motore e per ogni valore del grado di EGR. Quindi tramite GT-SOFT sono stati collezionati i dati relativi al funzionamento di ciascun cilindro, tra cui: %EGR, efficienza volumetrica riferita alle condizioni di aspirazione e portata. Di ogni grandezza è interessante valutare la dispersione rispetto al valore medio nei cilindri e nei condotti (caso della portata), tutti i risultati raccolti sono riportati in scala normalizzata. Infine è stato possibile eseguire una modifica sulla geometria a disposizione ottenendo due nuove configurazioni del collettore e valutare per ognuna l’effetto sul grado di ricircolo dei gas combusti, il risultato ottenuto è stato ritenuto soddisfacente ed interessate e l’obiettivo dell’ottimizzazione del grado di EGR è stato raggiunto. Con la modifica fatta sulla geometria è stato possibile analizzare un punto operativo per i diversi gradi di EGR e notare che in un primo caso si ottiene un ottimizzazione del 81% e nel secondo caso del 77%.