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Concetti di base di termodinamica, fluidodinamica, e chimica della combustione
Basic concepts of thermodynamics, fluidynamics and combustion chemistry
Lezioni di teoria, 60 ore
Esercizi, 12 ore
Theory lessons, 60 hours
Excercises, 12 houres
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire
conoscenze avanzate sui processi
termofluidodinamici tipici delle fasi di funzionamento
di un motore a combustione interna volumetrico.
Gli argomenti affrontati nel corso costituiranno la
base per una approfondita conoscenza
dell’architettura e dei principali componenti che
costituiscono i motori a combustione interna. In tal
modo gli studenti arricchiscono la conoscenza del
settore delle macchine energetiche
Lo studente dovrà avere la capacità di procedere alla
valutazione delle prestazioni termiche ed energetiche
di componenti e sistemi meccanici presenti nel
motore e saper individuare i criteri di scelta del
motore in base all'applicazione.
Tali capacità si estrinsecheranno attraverso una serie
di abilità professionalizzanti, quali: 1 capacità di
impostare attività di modellazione e progettazione di
un motore a combustione interna; 2. capacità di
valutare le prestazioni di un motore in una data
applicazione 3. capacità di interpretare
appropriatamente i meccanismi di formazione dei
principali inquinanti presenti allo scarico di un motore
e scegliere le metodologie per il loro abbattimento
Essendo le prestazioni del motore dipendenti da
scelte trasversali di tipo meccanico-strutturale,
fluidodinamico, termico, ambientale, il corso
contribuirà al completamento della formazione
tecnica di base, con contributi di varie aree culturali
che contribuiscono a fondare la cultura e la figura
professionale dell'ingegnere. L’approfondimento del
funzionamento di tale macchina a fluido consentirà
poi allo studente di mettere alla prova le proprie
capacità di integrare le conoscenze ricevute e di
interfacciarsi con specialisti di aree diverse
The course enables students to acquire advanced
knowledge on the thermo-fluid dynamic processes
taking place in volumetric internal combustion
engines.
Topics covered in the course will form the basis for
an in-depth knowledge of the architecture and the
main components of internal combustion engines. In
this way, students enrich their knowledge on energy
machines
The student will have the ability to undertake the
evaluation of the thermal and energy performance of
the components of an engine and will be able to
choose the engine selection criteria on the basis of
the application field. These capabilities will consist in
a series of professional skills, such as: 1. ability to
organize the modeling and design of an internal
combustion engine; 2. ability to assess the engine
performance in a given application 3. ability to
properly understand the formation mechanisms of the
main pollutants in the exhausts of an engine and
choose the methodologies for their removal
Since the performance of the engine depend on
mechanical, fluid-dynamical, thermal, and
environmental choices the course will contribute to
the completion of the basic technical training, with
contributions from various cultural areas that
contribute to the culture and professional role of an
engineer. The in depth knowledge of such a machine
will allow students to test their ability in integrating
their knowledge and interfacing with specialists of
different areas
Cenni sulla storia dei motori a combustione interna
Classificazione ed architettura dei motori a combustione interna
Grandezze caratteristiche dei motori a combustione interna
Cicli di riferimento dei motori a combustione interna
Curve caratteristiche e applicazioni con carico stradale
Alimentazione dell'aria nei motori a combustione interna nei motori a quattro tempi ed a due tempi
Sovralimentazione meccanica e turbosovralimentazione
Impianti di accensione motori ad accensione comandata
Alimentazione del combustibile nei motori ad accensione comandata e spontanea
Combustione nei motori ad accensione comandata
Combustione nei motori ad accensione spontanea
Emissioni dei motori a combustione interna e loro controllo
Il raffreddamento dei motori a combustione interna
Perdite meccaniche e lubrificazione dei motori a combustione interna
Brief historical introduction
Internal combustion engines classification
Engine design and operating parameters
Internal combustion engines operating cycles
Torque and power curves, road load application
Air inlet and exhaust processes in two- and four-strokes cycle engines
Supercharging and turbocharging
Ignition plants
Fuel metering in spark- and compression-ignited engines
Combustion in spark- and compression ignited engines
Pollutants formation and control
Engine cooling
Friction losses and lubrication
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti avverrà per mezzo di una prova orale consistente nella discussione di almeno tre argomenti trattati nel corso. L’argomento iniziale d’esame sarà a scelta dallo studente
La valutazione dell'apprendimento avverrà verificando, durante il colloquio, che lo studente abbia ben chiari i concetti di base connessi con il funzionamento di un motore a combustione interna nel suo complesso e relativamente alle singole fasi del ciclo che in esso si realizza. In particolare lo studente dovrà saper descrivere in maniera approfondita la fenomenologia dei processi termofluidodinamici di cui sono sede i motori ad accensione comandata e spontanea, in particolare i processi legati alla sostituzione della carica, il dosaggio del combustibile, il moto della carica nel cilindro, la combustione. Lo studente dovrà altresì dimostrare di conoscere i meccanismi di formazione dei principali inquinanti presenti allo scarico di un motore e le metodologie per il loro abbattimento
Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode
Affinchè l'esito finale della valutazione sia positivo lo studente dovrà dimostrate di non avere lacune sulle conoscenza di base trattate nel corso.
La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso oggetto della prova orale.
La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto l’orale in modo corretto e con buon grado di approfondimento, abbiano dimostrato anche una particolare brillantezza nella esposizione e/o abbiano dimostrato particolare padronanza della materia sapendo utilizzare le competenze acquisite anche per analizzare argomenti non espressamente trattati nel corso o trattando gli stessi in maniera alternativa a quella proposta durante il corso
The exam procedure consists in an oral examination. At least three main topics addressed in the course will be discussed during the oral. The starting topic is at student's choice
The evaluation consists first in verifing the student's knowledge and understanding of the basic functioning of an internal combustion engine. Then the student will be required to demonstrate his in-depth knowledge on the thermo-fluidodynamic processes taking place both in spark ignited and compression ignited engines with particular attention to gas exchange processes, fuel metering, charge motion in the cylinder, combustion, pollutant formation and pollutant control techniques.
A thirty-points scale is used for grading, with possible praise
The outcome of the evaluation is positive if the student proves to have knowledge of all the basic subjects covered in the course.
The highest score is achieved by demonstrating in-depth knowledge of the course contents.
Praise is given to students who are particularlly brilliant in exposure and/or demonstrat particular mastery of the matters treated in the course, being able to analyze topics not explicitly covered or to treat standard topics in alternative ways
- G. Ferrari, "Motori a Combustione Interna", Il Capitello, Torino
- John B. Heywood, "Internal Combustion Engine Fundamentals", McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
Materiale in rete:
https://learn.univpm.it
- G. Ferrari, "Motori a Combustione Interna", Il Capitello, Torino
- John B. Heywood, "Internal Combustion Engine Fundamentals", McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
On-line material:
https://learn.univpm.it
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