Analisi dei punti di iniezione d’olio lubrificante in camera mediante la costruzione di un modello CFD 2D di un motore Wankel = Analysis of the lubricating oil injection points in the chamber through the construction of a 2D CFD model of a Wankel engine

Le politiche ambientali sempre più stringenti nel campo automotive hanno portato le case automobilistiche ad investire nel campo della propulsione ibrida ed elettrica, pur andando incontro ad alcune criticità. Attualmente tra i principali svantaggi dei veicoli elettrici, rispetto a quelli tradizionali, vi è la bassa autonomia di km che sono in grado di garantire con una carica completa delle batterie e delle loro relative tempistiche di ricarica, oltre agli elevati volumi di cui necessitano all’interno del veicolo. Da questi presupposti è nata la volontà di voler dotare i veicoli BEV (Battery Electric Vehicle) di range extender, dei motori a combustione interna di piccola cilindrata e potenza, che, ricaricandone le batterie, permettono di aumentare il range di autonomia del veicolo o, a parità di autonomia, di ridurre le dimensioni delle batterie al fine di ottimizzare gli spazi e il peso del veicolo. Questa situazione ha portato alla riscoperta del motore Wankel che, grazie alle sue caratteristiche di compattezza, permette di ottenere un elevata potenza specifica pur mantenendo gli ingombri ridotti al minimo. All’interno di questo scenario Turin Tech si è posta come obiettivo quello di trasformare un veicolo a trazione tradizionale in un veicolo elettrico montando su di esso un motore rotativo Wankel con la funzione di range extender. Il lavoro di questa tesi è stato quello di analizzare in prima battuta il motore Wankel in possesso di Turin Tech smontandolo e facendo un’attenta analisi dei flussi al fine di comprendere quali tecnologie adottare con lo scopo di ottenere un impianto di lubrificazione indipendente dall’alimentazione per abbattere il consumo di olio. Una volta completata questa fase preliminare si è passati alla creazione di un modello CFD in 2D, generato tramite il software Ansys Fluent, per eseguire delle simulazioni di tipo fluidodinamico. La prima parte del lavoro ha avuto come esito la creazione di un CAD adatto a tale tipo di simulazioni, per poi generare una mesh che raggiungesse, in termini di qualità degli elementi, gli standard richiesti per tale tipo di analisi. Sono state poi definite le UDF, necessarie al fine di generare il moto eccentrico del rotore e chiudere le fughe con la cassa trocoidale. Infine, dopo aver definito i parametri che governano la mesh dinamica, i modelli fisici che si intendeva analizzare e i solver, si è passati a delle analisi di “cold flow”. In ultimo, dopo un’attenta analisi dei flussi che si generano in funzione della posizione del rotore, sono state eseguite delle simulazioni di iniezione d’olio lubrificante in camera, ricercando la migliore soluzione in termini di timing e posizione al fine di lubrificare le zone volute. In futuro sarebbe auspicabile, al fine di raggiungere risultati di maggior dettaglio, il passaggio ad un modello 3D, che permetterebbe uno studio più approfondito dei fenomeni riguardanti il motore Wankel in esame e la possibilità di simulare delle iniezioni più complesse.