Sviluppo, in ambiente GT-SUITE, di un modello dinamico di un veicolo "light-duty" equipaggiato da un propulsore diesel 3.0L, e studio del modello termico di un sistema SCR per futura implementazione = Development, in GT-SUITE environment, of a longitudinal dynamic model for a light-duty vehicle equipped with a 3.0L diesel engine, and assessment of a thermal model of an SCR system for its future implementation

Aspetto fondamentale al giorno d’oggi è il concetto di digital twin, ovvero la creazione di una copia digitale del modello reale per mezzo di software appositi. Con l’avvio della globalizzazione e l’aumento sempre più importante della domanda rivolta al mercato, la possibilità di effettuare il front loading è diventata dunque una necessità. Ciò che sta alla base di questo concetto è quindi la possibilità di effettuare numerose prove e verifiche sul modello digitale, senza doverle necessariamente replicare nel mondo reale con test appositi. Tale logica si applica chiaramente molto bene all’industria del settore automotive, la quale, a causa dei cambiamenti climatici, si è trovata a dover modificare e migliorare la propria tecnologia, ma non solo, anche ad introdurne di nuova. Basti pensare a tutte le norme sulle emissioni dei veicoli che sono state introdotte durante questo ventennio, via via sempre più stringenti, determinando la necessità della modellazione digitale, applicata sia ai singoli componenti come motore, sistema di trattamento dei gas di scarico e altri, sia al veicolo stesso nella sua totale complessità. Il primo obiettivo di questo studio di tesi è proprio quindi la validazione del comportamento in transitorio di un modello del motore F1C, prodotto da FPT Industrial. Tale valutazione viene realizzata ad ampio spettro, su diversi parametri motoristici dei quali si possiedono i dati sperimentali, raccolti sul ciclo WHTC. Il secondo passo è quello di modellare un veicolo commerciale della categoria light-duty, nel quale si sostituisce la mappa motore con il modello precedentemente citato, andando ad ottenere un modello di veicolo completo. Per quanto riguarda quest’ultimo maggior attenzione è stata posta sui consumi e sulle emissioni di inquinanti. Il terzo ed ultimo obiettivo è legato alla realizzazione del sistema di aftertreatment del veicolo. Infatti, essendo il modello del motore F1C sprovvisto di tale sistema, le emissioni valutabili sono quelle in uscita dallo stesso, chiaramente differenti da quelle di tipo tailpipe. Per questo motivo è stato realizzato un modello di SCR (Selective Catalyst Reduction) standalone, elemento fondamentale del sistema di trattamento dei gas di scarico, di cui si disponevano i dati sperimentali per effettuarne la validazione. Anche se ciò non completa il sistema di scarico, in quanto mancano altri elementi come DOC e DPF, permette comunque di ottenere un modello pronto per essere in futuro facilmente riadattato ed inserito all’interno di un modello di veicolo, assieme agli altri elementi del sistema di aftertreatment. Con l’ausilio di software dedicati quali GT-SUITE, di cui principalmente GT-POWER, e MATLAB è stato possibile realizzare i modelli ed effettuare le analisi necessarie per la validazione. In particolare, i risultati ricavati per il modello del motore F1C risultano essere in linea con quelli dei profili sperimentali e anche quelli del veicolo sono conformi con quanto dichiarato dai costruttori. Infine, anche per ciò che riguarda l’SCR i risultati ottenuti sono promettenti, in quanto i profili di temperatura seguono bene i dati sperimentali, con errori cumulati normalizzati inferiori ad uno. Questi risultati saranno quindi la base per ulteriori sviluppi futuri nella realizzazione di una copia digitale del veicolo.