Calcolo del consumo di combustibile e delle emissioni di CO2 di un veicolo passenger car su un ciclo guida NEDC e WLTP, Progetti di Meccanica. Politecnico di Torino
pasqualespg
pasqualespg
Questo è un documento Store
messo in vendita da pasqualespg
e scaricabile solo a pagamento

Calcolo del consumo di combustibile e delle emissioni di CO2 di un veicolo passenger car su un ciclo guida NEDC e WLTP, Progetti di Meccanica. Politecnico di Torino

57 pagine
5Numero di download
696Numero di visite
Descrizione
L’obiettivo del seguente studio è la valutazione e il confronto delle prestazioni di due veicoli, di tipo passanger car, sui quali è montato uno stesso motore ad accensione per compressione, con cilindrata di 1.3l e tecn...
3.99
Prezzo del documento
Scarica il documento
Questo documento è messo in vendita dall'utente pasqualespg: potrai scaricarlo in formato digitale subito dopo averlo acquistato! Più dettagli
Anteprima6 pagine / 57
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento

CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN

INGEGNERIA MECCANICA

Propulsori Termici

Anno Accademico 2015-2016

Calcolo del consumo di combustibile e delle emissioni

di CO2 di un veicolo passenger car su un ciclo guida

Pasquale Spagnuolo

Indice

Indice delle Figure ......................................................................................................................................... 2

Indice delle Tabelle ........................................................................................................................................ 4

SOMMARIO ........................................................................................................................................................ 5

1. Dati ............................................................................................................................................................ 6

2. Analisi ........................................................................................................................................................ 9

2.1 Ipotesi ...................................................................................................................................................... 9

2.2 Punti di funzionamento ........................................................................................................................... 9

2.3 Consumi di combustibile ....................................................................................................................... 15

2.4 Emissioni di CO2 ..................................................................................................................................... 18

2.5 Emissioni di NOx ..................................................................................................................................... 19

2.6 Energia meccanica richiesta .................................................................................................................. 22

2.7 Ciclo UDC e EUDC .................................................................................................................................. 24

3. Variazione parametri di funzionamento ................................................................................................. 30

3.1 Interventi sul veicolo ............................................................................................................................. 31

3.1.1 Riduzione della massa ........................................................................................................................ 31

3.1.2 Riduzione dei coefficienti di Coast Down ........................................................................................... 34

3.1.3 Variazione del rapporto di trasmissione al ponte .............................................................................. 38

3.2 Strategie sul motore .............................................................................................................................. 45

3.2.1 Cut-off ................................................................................................................................................. 45

3.2.2 Start&Stop .......................................................................................................................................... 48

3.2.3 Cut-off+Start&Stop ............................................................................................................................. 51

TABELLA DI SINTESI .......................................................................................................................................... 54

SPAGNUOLO PASQUALE

2

Indice delle Figure FIGURA 1: CICLO NEDC. .......................................................................................................................................................... 6 FIGURA 2: CICLO WLTP. .......................................................................................................................................................... 7 FIGURA 3: VELOCITÀ DI ROTAZIONE DEL MOTORE PER IL CICLO NEDC. ............................................................................................. 10 FIGURA 4: VELOCITÀ DI ROTAZIONE DEL MOTORE PER IL CICLO WLTP. ............................................................................................. 10 FIGURA 5: POTENZA EROGATA DAL MOTORE SUL CICLO NEDC. ...................................................................................................... 12 FIGURA 6: POTENZA EROGATA DAL MOTORE SUL CICLO WLTP. ...................................................................................................... 12 FIGURA 7: ANDAMENTO PME PER IL CICLO NEDC. ....................................................................................................................... 13 FIGURA 8: ANDAMENTO PME PER IL CICLO WLTP. ....................................................................................................................... 13 FIGURA 9: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO NEDC. ............................................................................................... 14 FIGURA 10: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO WLTP. ............................................................................................. 14 FIGURA 11: PUNTI DI FUNZIONAMENTO ERRATI DEL CICLO WLTP. .................................................................................................. 15 FIGURA 12: CONSUMO DI COMBUSTIBILE ISTANTANEO PER IL CICLO NEDC. ...................................................................................... 16 FIGURA 13: CONSUMO DI COMBUSTIBILE ISTANTANEO PER IL CICLO WLTP. ...................................................................................... 16 FIGURA 14: CONSUMO CUMULATO DI COMBUSTIBILE PER IL CICLO NEDC. ....................................................................................... 17 FIGURA 15: CONSUMO CUMULATO DI COMBUSTIBILE PER IL CICLO WLTP. ....................................................................................... 17 FIGURA 16: EMISSIONE ISTANTANEA DI NOX PER IL CICLO NEDC. ................................................................................................... 20 FIGURA 17: EMISSIONE ISTANTANEA DI NOX PER IL CICLO WLTP .................................................................................................... 20 FIGURA 18: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC. ..................................................................................................... 21 FIGURA 19: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP...................................................................................................... 21 FIGURA 20: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO UDC. ............................................................................................... 24 FIGURA 21: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO EUDC. ............................................................................................. 25 FIGURA 22: CONSUMO DI COMBUSTIBILE ISTANTANEO PER CICLO UDC. ........................................................................................... 25 FIGURA 23: CONSUMO DI COMBUSTIBILE ISTANTANEO PER CICLO EUDC. ......................................................................................... 26 FIGURA 24: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO UDC. ......................................................................................... 26 FIGURA 25: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO EUDC. ....................................................................................... 27 FIGURA 26: EMISSIONE ISTANTANEA DI NOX PER IL CICLO UDC. .................................................................................................... 27 FIGURA 27: EMISSIONE ISTANTANEA DI NOX PER IL CICLO EUDC. ................................................................................................... 28 FIGURA 28: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO UDC. ..................................................................................................... 28 FIGURA 29: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO EUDC. ................................................................................................... 29 FIGURA 30: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO NEDC DELLA FIAT IDEA CON RIDUZIONE DELLA MASSA. ............................ 31 FIGURA 31: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO WLTP PER LA FIAT IDEA CON RIDUZIONE DELLA MASSA. ........................... 31 FIGURA 32: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO NEDC CON RIDUZIONE DELLA MASSA. ............................................... 32 FIGURA 33: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO WLTP CON RIDUZIONE DELLA MASSA. ............................................... 32 FIGURA 34: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC CON RIDUZIONE DELLA MASSA. ........................................................... 33 FIGURA 35: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP CON RIDUZIONE DELLA MASSA. ........................................................... 33 FIGURA 36: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO NEDC PER LA FIAT IDEA CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN. 35 FIGURA 37: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO WLTP PER LA FIAT IDEA CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN. 35 FIGURA 38: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO NEDC CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN. ................... 36 FIGURA 39: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO WLTP CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN. ................... 36 FIGURA 40: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN. ............................... 37 FIGURA 41: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN. ............................... 37 FIGURA 42: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO NEDC PER LA FIAT IDEA CON VARIAZIONE RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL

PONTE. ....................................................................................................................................................................... 39 FIGURA 43: PUNTI DI FUNZIONAMENTO MOTORE PER IL CICLO WLTP PER LA FIAT IDEA CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL

PONTE. ....................................................................................................................................................................... 39 FIGURA 44: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO NEDC PER LA FIAT IDEA CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE

AL PONTE. .................................................................................................................................................................... 40 FIGURA 45: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO WLTP PER LA FIAT IDEA CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE

AL PONTE. .................................................................................................................................................................... 40 FIGURA 46: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC PER LA FIAT IDEA CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL

PONTE. ....................................................................................................................................................................... 41

SPAGNUOLO PASQUALE

3

FIGURA 47: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC PER LA FIAT PUNTO CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL

PONTE. ....................................................................................................................................................................... 41 FIGURA 48: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP PER LA FIAT IDEA CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL

PONTE. ....................................................................................................................................................................... 42 FIGURA 49: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP PER LA FIAT PUNTO CON VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL

PONTE. ....................................................................................................................................................................... 42 FIGURA 50: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO NEDC CON CUT-OFF. .................................................................... 45 FIGURA 51: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO WLTP CON CUT-OFF. .................................................................... 45 FIGURA 52: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC CON CUT-OFF. ................................................................................ 46 FIGURA 53: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP CON CUT-OFF. ................................................................................ 46 FIGURA 54: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO NEDC CON START&STOP. .............................................................. 48 FIGURA 55: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO WLTP CON START&STOP. .............................................................. 48 FIGURA 56: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC CON START&STOP. .......................................................................... 49 FIGURA 57: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO WLTP CON START&STOP. .......................................................................... 49 FIGURA 58: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO NEDC CON START&STOP + CUT-OFF. .............................................. 51 FIGURA 59: CONSUMO DI COMBUSTIBILE CUMULATO PER IL CICLO WLTP CON START&STOP + CUT-OFF. .............................................. 51 FIGURA 60: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC CON START&STOP + CUT-OFF. .......................................................... 52 FIGURA 61: EMISSIONE CUMULATA DI NOX PER IL CICLO NEDC CON START&STOP + CUT-OFF. .......................................................... 52

SPAGNUOLO PASQUALE

4

Indice delle Tabelle TABELLA 1: SPECIFICHE MOTORE................................................................................................................................................. 7 TABELLA 2: SPECIFICHE VEICOLI. ................................................................................................................................................. 8 TABELLA 3: CONSUMO DI COMBUSTIBILE. ................................................................................................................................... 18 TABELLA 4: EMISSIONI DI CO2. ................................................................................................................................................. 18 TABELLA 5: EMISSIONE DI NOX. ............................................................................................................................................... 22 TABELLA 6: ENERGIA MECCANICA. ............................................................................................................................................ 23 TABELLA 7: CICLO UDC E EUDC. ............................................................................................................................................. 29 TABELLA 8: CONFRONTO UDC-EUDC-NEDC ............................................................................................................................ 30 TABELLA 9: CONSUMI ED EMISSIONI CON RIDUZIONE DELLA MASSA DEL 10%. ................................................................................... 34 TABELLA 10: CONSUMI ED EMISSIONI CON RIDUZIONE DEI COEFFICIENTI DI COAST DOWN DEL 10%. ..................................................... 38 TABELLA 11: CONSUMI ED EMISSIONI CON ALLUNGAMENTO DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL PONTE (-10%). .................................... 43 TABELLA 12: CONSUMI ED EMISSIONI CON RIDUZIONE DEL RAPPORTO DI TRASMISSIONE AL PONTE (+10%). ........................................... 44 TABELLA 13: CONSUMI ED EMISSIONI CON CUT-OFF. .................................................................................................................... 47 TABELLA 14: CONSUMI ED EMISSIONI CON START&STOP. ............................................................................................................. 50 TABELLA 15: CONSUMI ED EMISSIONI CON START&STOP + CUT-OFF. .............................................................................................. 53 TABELLA 16: SINTESI NEDC. ................................................................................................................................................... 54 TABELLA 17: SINTESI WLTP. ................................................................................................................................................... 55

SPAGNUOLO PASQUALE

5

SOMMARIO

L’obiettivo del seguente studio è la valutazione e il confronto delle prestazioni di due veicoli, di tipo passanger car, sui quali è montato uno stesso motore ad accensione per compressione, con cilindrata di 1.3l e tecnologia MultiJet. Le prestazioni analizzate sono quelle inerenti al consumo di combustibile e alle emissioni di CO2 e NOx dei due veicoli, calcolate su due diversi cicli di omologazione: NEDC e WLTP.

La scelta di adottare uno stesso motore, montato su due veicoli con caratteristiche differenti, è dovuta al fatto che i cicli sono prescritti per i veicoli e il motore deve adattarsi a funzionare, nelle condizioni specificate dal ciclo, in relazione veicolo su cui è montato; l’adozione dello stesso motore ci permette di capire come le emissioni e i consumi siano influenzati dalle caratteristiche del veicolo.

I due veicoli analizzati sono una Fiat IDEA e una Fiat PUNTO, che differiscono per la massa complessiva del veicolo e per i coefficienti di Coast Down, che rappresentano la resistenza al moto del veicolo, ed entrambi i parametri risultano maggiori nel primo caso.

Un primo riscontro, derivante dall’analisi di entrambi i veicoli sui due cicli, è che lo stesso motore si trova a lavorare in punti di funzionamento diversi del piano quotato a seconda delle caratteristiche del veicolo.

In seguito, per entrambi i veicoli e su entrambi i cicli di omologazione (con ulteriore analisi differenziata per la parte urbana e quella extraurbana del ciclo NEDC), sono stati calcolati i consumi istantanei e totali di combustibile e le emissioni istantanee e totali di CO2 ed NOx. Noti i consumi e le emissioni totali e nota la lunghezza del ciclo, sono stati calcolati i consumi e le emissioni normalizzati sulla distanza percorsa. Quest’ultimo valore è quello che meglio ci permette di confrontare le prestazioni dei due veicoli e gli effetti dell’utilizzo nella prova di omologazione di un ciclo guida rispetto all’altro, indipendentemente dalla distanza percorsa.

Dall’analisi è risultato che il veicolo con le maggiori criticità dal punto di vista di consumi ed emissioni fosse la Fiat IDEA, a causa della sua massa e della sua resistenza al moto maggiori. Inoltre, a parità di veicolo, si nota come la futura introduzione del ciclo omologativo WLTP porterà ad un inseverimento della prova di omologazione, presentando dei gradienti di velocità più elevati, con accelerazioni e decelerazioni più vicini alla realtà, rispetto al ciclo NEDC, che risulta molto più blando da questo punto di vista.

Il confronto tra i cicli mostra un forte aumento delle emissioni di NOx al chilometro, quasi raddoppiate, per una prova condotta sul ciclo WLTP ed un aumento dell’energia meccanica richiesta al motore per chilometro percorso rispetto al ciclo NEDC, nonostante l’aumento dei consumi al chilometro e le emissioni di CO2 sia in misura meno marcata.

L’ultima fase consiste nell’analisi di alcune strategie di funzionamento per il motore, valutando i consumi di combustibile e le emissioni di CO2 e NOx con tecnologie come lo Start&Stop (spegnimento del motore a velocità nulla, con azzeramento di consumi ed emissioni), il Cut-Off (annullamento di immissione di combustibile in fase di decelerazione) e la loro combinazione. Inoltre si è analizzato l’effetto di una variazione del rapporto di trasmissione al ponte, riducendo (motore con prestazioni di ripresa elevate, spesso utilizzato nei veicoli sportivi) e allungando il rapporto (downspeeding), la riduzione della massa e dei coefficienti di Coast Down.

Tutti i risultati sono stati ottenuti con l’impiego del software di calcolo MATLAB®.

SPAGNUOLO PASQUALE

6

1. Dati

L’obiettivo del seguente studio è la valutazione e il confronto delle prestazioni di due veicoli, di tipo passanger car, sui quali è montato uno stesso motore ad accensione per compressione, con cilindrata di 1.3�� e tecnologia MultiJet (Tabella 1), in quanto i cicli sono prescritti per i veicoli e il motore deve adattarsi a funzionare nelle condizioni specificate per il veicolo; l’adozione dello stesso motore ci permette allora di capire come le emissioni e i consumi siano influenzati dalle caratteristiche del veicolo.

I parametri presi in considerazione per il confronto sono:

 Consumo di combustibile  Emissioni di CO2  Emissioni di NOx

Questi parametri sono stati valutati su un due diversi cicli di omologazione:

 Ciclo NEDC (New European Driving Cycle)  Ciclo WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles)

Per entrambi i cicli i dati forniti sono la velocità di percorrenza del ciclo, espressa in ����/ℎ, e le strategie di cambio marca, discretizzati con una frequenza di 1 ����.

I due cicli presentano caratteristiche diverse: il ciclo di omologazione NEDC (Figura 1), attualmente prescritto dalla legislazione europea per la misura delle emissioni di sostanze inquinanti e del consumo di combustibile, è costituito dalla successione di 5 cicli semplici, 4 in ambito urbano con velocità massima di 50 ����/ℎ e velocità media di 19 ����/ℎ circa, 1 in ambito extraurbano con velocità massima di 120 ����/ℎ e velocità media di 65 ����/ℎ circa, con livelli di accelerazione e decelerazione molto blandi, con durata complessiva di 1200 ��; mentre, il ciclo di omologazione WLTP (Figura 2), che entrerà in vigore in Europa a partire dal 2017, è un ciclo più severo e presenta un profilo di cambio marcia diverso a seconda del veicolo considerato, prendendo in considerazione il rapporto peso/potenza del veicolo, con 3 diverse classi di appartenenza che prevedono una diversa composizione del ciclo, con durata complessiva di 1800 ��. Il ciclo WLTP presenta un profilo di accelerazioni e decelerazioni più vicino alla realtà ed è possibile individuare 4 parti, a seconda della velocità media: LOW, MEDIUM, HIGH, EXTRA-HIGH.

Figura 1: Ciclo NEDC.

SPAGNUOLO PASQUALE

7

Figura 2: Ciclo WLTP.

I due veicoli in esame sono:

 Fiat IDEA  Fiat PUNTO

Per entrambe le vetture sono stati forniti i dati relati al motore (Tabella 1) e alle caratteristiche del veicolo (Tabella 2).

SPECIFICHE DEL MOTORE

Consumo di combustibile al minimo 315 ��/ℎ

Velocità di rotazione al minimo 800 ������

Densità combustibile (����) 835 ��/��

Cilindrata (��) 1.248 ����3

Momento di inerzia (��������) 0.183 ���� ∗ �� 2

Tabella 1: Specifiche motore.

SPAGNUOLO PASQUALE

8

SPECIFICHE VEICOLO FIAT IDEA FIAT PUNTO

Numero marce 5 5

Rapporto al ponte (������������) 3.563 3.563

Gear 1 3.909 3.909

Gear 2 2.238 2.238

Gear 3 1.444 1.444

Gear 4 1.029 1.029

Gear 5 0.767 0.767

Efficienza al ponte 1 1

Efficienza marce 0.94 0.94

Massa 1168 ���� 1063 ����

Coeff. Coast Down ��0 124.7 �� 114.2 ��

Coeff. Coast Down ��1 0 ��/(����/ℎ) 0 ��/(����/ℎ)

Coeff. Coast Down ��2 0.0364 ��/(����/ℎ) 2 0.0344 ��/(����/ℎ)2

Inerzia ruote 2.7794 ���� ∗ ��2 2.7794 ���� ∗ ��2

Raggio ruote 289.3437 ���� 285.3638 ���� Tabella 2: Specifiche veicoli.

Gli altri dati forniti sono quelli relativi alla curva di funzionamento a pieno carico (WOT); inoltre sono stati forniti i dati necessari alla costruzione del piano quotato con le curve di isoconsumo, uguali per entrambi i veicoli poiché montano lo stesso motore, in cui verranno in seguito valutati i punti di funzionamento del motore per la Fiat IDEA e la Fiat PUNTO, per entrambi i cicli di omologazione. Tramite interpolazione di questi punti con le curve di isoconsumo sarà possibile risalire al consumo istantaneo e totale di combustibile sui due cicli.

Analogamente alle curve di isoconsumo, sono stati forniti i dati per il calcolo delle emissioni di NOx tramite interpolazione con i punti di funzionamento, ottenendo le emissioni istantanee e totali, e dividendo per il percorso eseguito sul ciclo, le emissioni specifiche.

SPAGNUOLO PASQUALE

9

2. Analisi

Di seguito sono riportate le analisi condotte sui cicli NEDC e WLTP per entrambi i veicoli, con analisi dettagliata del ciclo urbano (UDC) ed extraurbano (EUDC) del ciclo NEDC.

2.1 Ipotesi

Nel calcolo effettuato, rispetto alle reali condizioni di esercizio con cui i test sperimentali vengono svolti, sono rese necessarie alcune approssimazioni, di seguito elencate:

 L’ipotesi più forte quella di non considerare il transitorio termico di riscaldamento del motore. Nell’analisi condotta il ciclo del veicolo viene descritto in condizioni di motore e veicolo regimati a condizioni ambiente, alla temperatura di 25 °��; nella realtà avremo un consumo superiore di combustibile poiché il piano quotato è calcolato in condizioni di regime di funzionamento termico, mentre durante il ciclo avremo un transitorio termico dovuto alla necessità di raggiungere la temperatura di regime del liquido di raffreddamento (90 °��) e dell’olio motore (100 °��). Nella realtà il motore, nella parte urbana del ciclo NEDC e LOW del ciclo WLTP, lavora a una temperatura inferiore a quella di regime, quindi la viscosità dell’olio sarà più elevata provocando un aumento delle perdite meccaniche. A diminuire sarà anche il rendimento termofluidodinamico perché gli scambi termici delle pareti saranno minori, avendo una temperatura delle pareti più bassa e quindi un gradiente termico ridotto, nel caso di ciclo reale. Tutto ciò porta a una diminuzione dei consumi e delle emissioni del 10-12% rispetto alla simulazione reale del ciclo, perché simuliamo un ciclo caldo con motore regimato termicamente prima dell’effettuazione della prova;

 Una seconda fonte di errore è rappresentata dal fatto che nella realtà avremo un driver che esegue il test con il veicolo montato su un banco a rulli, seguendo il profilo di velocità ideale del ciclo, diverso da quello reale che riuscirà a riprodurre. Anche se questi scostamenti tra ciclo ideale e ciclo reale sono molto contenuti (circa ±2 ����/ℎ), rimanendo in questa fascia è possibile che ci siano accelerazioni superiori, ad esempio se si è in ritardo rispetto al ciclo ideale, con richieste di potenza superiore; questi effetti non sono tenuti in conto in questo caso puramente algebrico, in cui il profilo di velocità viene eseguito perfettamente; ciò porta a una sottostima dei consumi del 5-6%;

 Una ulteriore semplificazione si ha considerando costante il coefficiente di rendimento della trasmissione, mentre nella realtà si ha che il rendimento della trasmissione diminuisce al diminuire della coppia trasmessa, essendoci un termine costante, relativo alla coppia dissipata per rotolamento, il cui peso influisce in modo più marcato alle basse coppie;

 Inoltre in questo ciclo andiamo a trascurare i transitori: il ciclo rappresenta una serie di transitori di accelerazione e decelerazione, ma in questa analisi sono considerati come una successione di stati operativi del motore dedotti da mappe in condizioni di funzionamento a regime. I transitori, soprattutto del ciclo NEDC, sono molto blandi, quindi questa semplificazione non influisce in modo marcato; lo stesso non si può dire per il ciclo WLTP.

2.2 Punti di funzionamento

Dai dati forniti, nota la velocità del veicolo e il raggio delle ruote, è stato possibile calcolare la velocità di rotazione dell’asse ruota; noto poi il rapporto di trasmissione al ponte e la marcia inserita si è risaliti alla velocità di rotazione del motore, espressa in ������, andando a modificare i punti in cui la

SPAGNUOLO PASQUALE

10

velocità risultava nulla o inferiore al minimo, ai quali è stato imposto il regime minimo di rotazione del motore, pari a 800 ������. Il calcolo è stato svolto sia per il ciclo NEDC (Figura 3), sia per il ciclo WLTP (Figura 4).

������ = �� [

���� ℎ

] ∗ 60

2 ∗ �� ∗ ��0[��] ∗ 3.6 ∗ ���� ∗ �������������� [������]

Figura 3: Velocità di rotazione del motore per il ciclo NEDC.

Figura 4: Velocità di rotazione del motore per il ciclo WLTP.

Già da questa prima semplice analisi si può notare come il ciclo WLTP abbia un andamento molto

più irregolare, con gradienti di velocità più elevati rispetto al ciclo NEDC; inoltre notiamo come la

Fiat IDEA, con massa e coefficienti di Coast Down più elevati, abbia un regime di rotazione di poco

inferiore a quello dei corrispondenti punti della Fiat PUNTO, essendo il raggio ruota maggiore.

SPAGNUOLO PASQUALE

11

Successivamente è stata calcolata la forza resistente, su marcia piana, che è dovuta a un termine

corrispondente alla resistenza a rotolamento delle ruote, e uno corrispondente alla resistenza

aerodinamica del veicolo, nell’ipotesi di marcia a velocità costante. Tale forza è esprimibile tramite

una espressione di tipo parabolico dipendente da dei coefficienti, detti di Coast Down, determinati

tramite un test in cui viene misurata la decelerazione libera del veicolo su strada piana, partendo da

un valore di velocità massima e facendo decelerare il veicolo senza l’applicazione di alcuna coppia

frenante e con il motore disconnesso rispetto all’assale (marcia in folle); misurati i tempi di

decelerazione e la velocità istantanea del veicolo, si interpolano i punti tramite una funzione

dipendente dalla velocità ν del veicolo e da 3 coefficiente ��0 [��], ��1 [��/(����/ℎ)] e

��2 [��/(����/ℎ)2 ]. Il coefficiente ��0 tiene conto della massa del veicolo, ��1 della resistenza al

rotolamento ed eventuali pendenze, dipendente dalla velocità di traslazione del veicolo, ed ��2 tiene

conto delle resistenze aerodinamiche, proporzionali al quadrato della velocità. Essendo il ciclo

condotto su strada piana e la resistenza a rotolamento trascurabile rispetto agli altri fattori, è stato

tralasciato il termine lineare, ponendo ��1 pari a 0.

�������� = ��0 + ��1 ∗ �� + ��2 ∗ �� 2 [��]

Nota la forza resistente, si è proceduto al calcolo della potenza che il motore deve trasmettere al veicolo, ma poiché sono previste fasi di accelerazione e decelerazione non possiamo considerare la potenza erogata solo come prodotto della forza resistente per la velocità di avanzamento del veicolo, ma è necessario considerare anche il contributo legato alla forza di inerzia (massa per accelerazione) per la velocità di avanzamento. Parte della potenza erogata viene dissipata a causa delle perdite meccaniche, quindi la potenza ottenuta sarà moltiplicata per il rendimento complessivo della driveline, nell’ipotesi di considerare le perdite come concentrate negli ingranaggi del cambio e unitarie al ponte. La massa che andiamo a considerare, per il calcolo della forza di inerzia, non è data solo dal peso del veicolo, ma dobbiamo considerare che, durante i transitori, l’energia erogata non viene spesa solo per incrementare l’energia cinetica del veicolo, ma serve anche ad incrementare l’energia cinetica degli organi della trasmissione e delle ruote. Per considerare questi effetti andremo a considerare la massa apparente traslante, riconducendo il sistema complesso a uno più semplice a parametri concentrati, con massa equivalente alla somma delle energie cinetiche dei singoli sistemi: veicolo, motore, ruote e trasmissione (valore piccolo e trascurabile).

������������������ = ������ℎ�������� + ����ℎ������

��2 +

��������

��2 ����������

2 ������������ 2 [����]

�������� = �������� ∗ �� + ������������������ ∗ ����

���� ∗ �� [����]

SPAGNUOLO PASQUALE

12

Figura 5: Potenza erogata dal motore sul ciclo NEDC.

Figura 6: Potenza erogata dal motore sul ciclo WLTP.

Nota la potenza e il numero di giri del motore, è stato possibile calcolare la pressione media effettiva pme (Figura 7 e Figura 8) tramite la seguente relazione, con �� cilindrata del motore, ponendo il valore a pme nulla quando la potenza erogata era negativa.

�������� = 1200 ����[����]

������ ∗ ��[����3] [������]

SPAGNUOLO PASQUALE

13

Figura 7: Andamento pme per il ciclo NEDC.

Figura 8: Andamento pme per il ciclo WLTP.

A questo punto, correlando la velocità di rotazione del motore con le rispettive pressioni medie effettive, sono stati individuati i punti di funzionamento del motore su entrambi i veicoli, riportati sul diagramma collinare con le curve di isoconsumo, insieme alla curva di pieno carico (WOT), sia per il ciclo NEDC (Figura 9) sia per il ciclo WLPT (Figura 10). Per il ciclo WLTP, poiché dai calcoli risulta che durante la marcia il motore debba teoricamente funzionare in punti al di sopra della curva limite di pieno carico WOT (Figura 11), è stato necessario limitare per ogni regime di rotazione la pme al valore assunto a pieno carico a quella velocità di rotazione.

SPAGNUOLO PASQUALE

14

Figura 9: Punti di funzionamento motore per il ciclo NEDC.

Figura 10: Punti di funzionamento motore per il ciclo WLTP.

SPAGNUOLO PASQUALE

15

Figura 11: Punti di funzionamento errati del ciclo WLTP.

L’aspetto più evidente, dal confronto dei due cicli, è che il ciclo WLTP ha una estensione maggiore del campo di funzionamento del motore rispetto al ciclo NEDC, con valori di pme più elevati e distribuiti sull’intero piano quotato, sia ai bassi regimi sia ai regimi più elevati.

Confrontando ora i due veicoli sul singolo ciclo, sia NEDC che WLTP, gli andamenti delle Figure 9 e 10 mostrano come i punti di funzionamento della Fiat IDEA, la cui massa e coefficienti di Coast Down risultano superiori rispetto a quelli della Fiat PUNTO, siano spostati su valori di pme più elevati e a un numero di giri del motore leggermente inferiore, rispetto ai corrispondenti punti della Fiat PUNTO dello stesso ciclo. Infatti, essendo la massa apparente del primo veicolo maggiore, utilizzando uno stesso motore, avremo che quest’ultimo dovrà erogare una potenza maggiore, quindi una pme più elevata, affinché possa procedere alla stessa velocità di avanzamento del secondo veicolo, a causa del maggior contributo inerziale che influenza le prestazioni durante i transitori di accelerazione. Da queste prime considerazioni ci aspettiamo un consumo di combustibile maggiore della Fiat IDEA.

2.3 Consumi di combustibile

Noti i punti di funzionamento dei veicoli durante l’esecuzione dei cicli e le curve di isoconsumo, è stato possibile effettuare una stima del consumo di combustibile istantaneo, interpolando i punti sui dati di consumo forniti. Essendo fornita la mappa della portata di combustibile ���� [��/ℎ], in funzione del numero di giri e della pme, è stata calcolata la potenza meccanica e da qui il consumo di combustibile da cui abbiamo ottenuto le curve di isoconsumo del diagramma collinare.

���� = ������������������ ��������.[������] ∗ ���������������� ��������.[������]

1200 ∗ ��[����3] [����]

�������� = ����[�� ℎ⁄ ]

����[����] [

��

����ℎ ]

Per ogni stante di tempo del ciclo, interpolando le curve di isoconsumo nei punti di funzionamento, si sono ottenuti i valori del consumo istantaneo di combustibile per la relativa potenza erogata dal

SPAGNUOLO PASQUALE

16

motore, da cui sono stati calcolati la portata istantanea di combustibile consumata (Figura 12 e 13) e, integrando sull’intervallo di tempo con frequenza di 1 ���� tramite il metodo dei trapezi, il valore cumulato sull’intero ciclo (Figura 14 e 15), da cui successivamente è stato possibile calcolare il consumo in ��/100���� e la percorrenza in ����/��. Nelle condizioni di funzionamento non comprese nella mappa dei consumi, per numero di giri inferiore a 850 ������ e pme< 0.5 ������, è stata imposta la condizione di minimo consumo di combustibile del motore, pari a 315 ��/ℎ.

Figura 12: Consumo di combustibile istantaneo per il ciclo NEDC.

Figura 13: Consumo di combustibile istantaneo per il ciclo WLTP.

SPAGNUOLO PASQUALE

17

Figura 14: Consumo cumulato di combustibile per il ciclo NEDC.

Figura 15: Consumo cumulato di combustibile per il ciclo WLTP.

Dalle Figure 14 e 15 possiamo notare come il consumo di combustibile necessario alla percorrenza

degli interi cicli NEDC e WLTP sia maggiore per la Fiat IDEA, con un consumo totale di combustibile

superiore del 3.8% nel caso del ciclo NEDC e del 5% per il ciclo WLTP, rispetto al consumo della Fiat

PUNTO. I valori ottenuti sono congruenti con le ipotesi fatte e con l’andamento della pme dei due

veicoli, poiché, come già esposto in precedenza, la Fiat IDEA ha massa e coefficienti di Coast Down

superiori.

Per un confronto più adeguato tra i due cicli sono stati normalizzati i valori di consumo rispetto alla

lunghezza dei due cicli, pari a 11.03 ���� per il ciclo NEDC e 22.27 ���� per il ciclo WLTP. Nella tabella

seguente sono indicati il consumo totale di combustibile, espresso in grammi e in litri, essendo nota

SPAGNUOLO PASQUALE

18

la densità del gasolio, la Fuel Economy, ossia il consumo volumetrico di combustibile necessario alla

percorrenza di 100 ����, e la distanza percorsa con un litro di carburante, in [����/��].

CONSUMI NEDC WLTP

Fiat IDEA Fiat PUNTO Fiat IDEA Fiat PUNTO

Consumo totale [��] 427.1 410.7 910.9 865.7

[��] 0.51 0.49 1.09 1.04

Fuel Economy [��/100����] 4.64 4.46 4.69 4.46

[����/��] 21.6 22.4 21.3 22.4 Tabella 3: Consumo di combustibile.

2.4 Emissioni di CO2

Per effettuare il calcolo della massa di CO2 emessa dal motore montato sui due veicoli, possiamo partire sapendo che la quantità di CO2 è direttamente proporzionale alla quantità di combustibile bruciato durante il ciclo. Per benzine e gasoli si può dimostrare che il quantitativo di CO2 in massa emesso dal veicolo è proporzionale al consumo di combustibile in volume (��/100����) con un fattore di proporzionalità che dipende dalla densità del combustibile e dalla composizione chimica dell’idrocarburo CxHy, quest’ultima data dal rapporto tra il valore della massa molecolare della CO2 (44 ����/��������) e la massa molecolare del combustibile (13.9 ����/��������). Per moto stazionario e portate istantanee, essendo il combustibile costituito da un idrocarburo CxHy, le moli di combustibile bruciate sul ciclo si trasformeranno in moli di CO2, CO e idrocarburi incombusti HC, trascurando in questo calcolo l’emissione di particolato che risulta trascurabile (ma non trascurabile come inquinante). Per ottenere il consumo in volume di combustibile, esprimiamo le moli come rapporto tra la massa e la massa molecolare relativa ai tre prodotti della combustione, successivamente dividiamo per la densità, ottenendo così i volumi, considerando la densità degli HC simile a quella del combustibile di partenza. Avremo quindi la seguente relazione:

���� = 0.0315 ∗ ������2 + 0.0496 ∗ ������ + 0.1 ∗ ������

���� [

��

100���� ]

Il contributo in massa di CO2 emesso per chilogrammo di combustibile bruciato è nettamente superiore a quello di CO e HC, che possiamo quindi trascurare. Invertendo la relazione possiamo risalire alla emissione in massa di CO2.

������2 = ���� [

���� ����3

]

0.0315 ∗ ���������������������� [

��

100���� ] [

��

���� ]

Sono state calcolate anche le emissioni totali sull’intero ciclo, nota la lunghezza di percorrenza del ciclo NEDC e WLTP. I valori ottenuti sono riportati in tabella:

CO2 NEDC WLTP

Fiat IDEA Fiat PUNTO Fiat IDEA Fiat PUNTO

������2 [��/����] 123.0 118.2 124.3 118.1

������2 [����] 1.36 1.30 2.89 2.74 Tabella 4: Emissioni di CO2.

SPAGNUOLO PASQUALE

19

Come già esposto, poiché l’emissione di CO2 è direttamente proporzionale al consumo volumetrico di combustibile, avremo una emissione specifica maggiore sulla Fiat IDEA, dove i consumi sono maggiori; inoltre avremo un aumento delle emissioni sul ciclo WLTP per la Fiat IDEA, e una diminuzione per la Fiat PUNTO.

Analizzando i dati si ha che la Fiat PUNTO rispetta il target di valore obiettivo di emissioni di CO2 inferiore ai 120 ��/���� per entrambi i cicli di omologazione, mentre la Fiat IDEA eccede il valore di 3 ��/���� sul ciclo NEDC e di 4.3 ��/���� sul ciclo WLTP; entrambi non rispecchiano i valori obiettivo di 95 ��/����, equivalenti a un consumo pari a 25 ����/��, previsto per il 2020.

Bisogna però considerazione che nel ciclo NEDC reale, e allo stesso modo nel ciclo WLTP, il motore viene sottoposto a una partenza a freddo; il piano quotato qui utilizzato contiene valori relativi al funzionamento a regime termico del motore, quindi i risultati di consumo e massa di CO2 ottenuti sono sottostimati rispetto a quelli reali, come esposto nelle ipotesi di partenza.

2.5 Emissioni di NOx

Tra gli inquinanti gassosi, gli NOx sono quelli di maggior interesse poiché sono la principale sostanza inquinante emessa dai motori ad accensione per compressione. Analogamente a quanto fatto per il calcolo del consumo di combustibile, le emissioni di NOx, nella percorrenza dei cicli di omologazione, sono state calcolate effettuando un’interpolazione al fine di trovare la portata di NOx emessa in ciascun punto di funzionamento. Noto l’andamento delle emissioni istantanee (Figura 16 e 17), è stato calcolato per integrazione il valore cumulato (Figura 18 e 19), utilizzando il metodo dei trapezi. Si è così giunti alla determinazione dell’emissione totale durante la percorrenza dei cicli e di quella specifica, dividendo il valore finale per la distanza totale percorsa. Essendo stati forniti dati riguardanti le emissioni al regime minimo di rotazione di 1000 ������ e alla pressione media effettiva minima di 1 ������, è stato necessario ampliare la matrice delle emissioni di NOx per i punti di funzionamento al di sotto di queste due condizioni, aggiungendo una riga e una colonna: la prima colonna, corrispondente al minimo regime di rotazione (800 ������), tramite un’estrapolazione lineare con i valori di emissioni relativi a 1000 ������; la prima riga, corrispondente ai valori di NOx per una pme di 0 ������, ipotizzando di avere lo stesso valore di emissioni rispetto a 1 ������ di pme.

SPAGNUOLO PASQUALE

20

Figura 16: Emissione istantanea di NOx per il ciclo NEDC.

Figura 17: Emissione istantanea di NOx per il ciclo WLTP

SPAGNUOLO PASQUALE

21

Figura 18: Emissione cumulata di NOx per il ciclo NEDC.

Figura 19: Emissione cumulata di NOx per il ciclo WLTP.

Confrontando i grafici è evidente come in entrambi i cicli di omologazione la Fiat IDEA abbia dei valori di emissioni di NOx superiori a quelli della Fiat PUNTO, per gli stessi motivi esposti nel caso del consumo di combustibile. Nota la lunghezza dei due cicli e l’emissione totale per ciclo, andando a rapportare questi due valori è stato possibile ottenere un parametro che fa riferimento all’emissione specifica per chilometro percorso, che ci permette di confrontare il comportamento sui due cicli, tenendo conto delle loro sostanziali differenze di accelerazione e decelerazione. I dati ottenuti sono riportati in tabella.

SPAGNUOLO PASQUALE

22

NOx NEDC WLTP

Fiat IDEA Fiat PUNTO Fiat IDEA Fiat PUNTO

[��] 2.18 1.89 9.93 8.27

[��/����] 0.197 0.171 0.427 0.355 Tabella 5: Emissione di NOx.

Confrontando i risultati si nota come l’emissione di NOx nel ciclo WLTP, a differenza di quanto accadeva per il consumo di combustibile e le emissioni di CO2, in cui si avevano incrementi limitati, abbia un forte incremento delle emissioni per chilometro di percorrenza rispetto a quelli ottenuti nel ciclo NEDC, con incremento del 120% circa per la Fiat IDEA e del 110% circa per la Fiat PUNTO. Ciò è dovuto al fatto che le emissioni di NOx sono favorite dall’aumento della temperatura di picco e delle pressioni in camera, durante il processo di combustione, infatti il ciclo WLTP porta il motore in punti di funzionamento a livelli più elevati di pme, quindi pressioni e temperature più alte durante il ciclo. Inoltre, lavorando a carichi maggiori, il grado di gas combusti ricircolati (EGR), che fungono da diluente della carica fresca abbassando le temperature di picco, diminuisce col crescere del carico, provocando un aumento delle temperature e formazione di NOx.

Tutto ciò è dovuto al fatto che il motore analizzato è un EURO 4, quindi i limiti di NOx da rispettare fanno riferimento al solo ciclo NEDC.

2.6 Energia meccanica richiesta

L‘energia meccanica necessaria per effettuare il ciclo NEDC e WLTP è ottenuta integrando, con il metodo dei trapezi, la sola potenza positiva sull’intervallo di tempo necessario a percorrere il ciclo. Noto il consumo di combustibile, moltiplicandolo per il potere calorifero inferiore ���� (42.5 ����/����), possiamo calcolare l’energia erogata e il rendimento dell’intero sistema di propulsione andando a dividere per l’energia meccanica utile per la movimentazione con quella erogata.

�� = ��

���� ∗ ����

Prima di effettuare l’integrazione con il metodo dei trapezi, è possibile effettuare una stima di questa energia, per il solo ciclo NEDC, tramite relazioni semiempiriche che tengono conto di alcuni parametri geometrici del veicolo. Questi parametri fanno riferimento all’energia spesa per vincere la resistenza aerodinamica, come la massa frontale del veicolo e il coefficiente di resistenza aerodinamica, la resistenza a rotolamento e la forza di inerzia. Per una vettura media, di tipo passanger car, come nel nostro caso, possiamo assumere i seguenti valori:

 �� ∗ ���� = 0.7 �� 2

 ���������� = 0.012  �� = massa veicolo

Per una vettura media con massa di 1280 ����, il valore di energia necessario a percorrere il ciclo NEDC, con i coefficienti sopra elencati, è di circa 40 ����/100����, che con una emissione di 95 ��/���� di CO2 equivale a un rendimento medio, per motori ad accensione per compressione, del 33%. La relazione è la seguente:

�� ≈ ���� ∗ ���� ∗ 19000 + �� ∗ ���� ∗ 840 + �� ∗ 11 [ ����

100���� ]

SPAGNUOLO PASQUALE

23

I valori di energia ottenuti da questa relazione sono:

 Fiat IDEA: 37.92 ����/100����  Fiat PUNTO: 35.71 ����/100����

Oltre al calcolo dei valori di energia ottenuti tramite integrazione delle sole potenze positive erogate dal motore, sono strati calcolati con lo stesso metodo i valor di energia dati dalle sole potenze negative, energia che può essere eventualmente riutilizzata per l’alimentazione di accessori tramite sistemi di recupero di energia, come nei motori ibridi. I valori ottenuti sono riportati in tabella.

ENERGIA NEDC WLTP

Fiat IDEA Fiat PUNTO Fiat IDEA Fiat PUNTO

Energia necessaria [����] 4.79 4.45 11.9 11.1

[����/100����] 43.4 40.3 51.2 47.6

Energia recuperabile [����] 1.11 1.01 2.48 2.26

[����/100����] 10.0 9.16 10.6 9.71

Rendimento �� 0.264 0.255 0.308 0.301 Tabella 6: Energia meccanica.

Confrontando i dati, è evidente come l’energia necessaria alla movimentazione della Fiat IDEA sia maggiore di quella richiesta dalla Fiat PUNTO, come ci si poteva attendere per le ragioni espresse nei paragrafi precedenti, relative alla massa e coefficienti di Coast Down, con un incremento del 7.5% circa su entrambi i cicli; è anche vero che l’energia recuperabile nelle fasi di decelerazione, su entrambi i cicli, è maggiore per la Fiat IDEA di un fattore tra il 9 e il 10%.

Analizzando i valori dello stesso veicolo sui due cicli, abbiamo che il ciclo WLTP, che presenta gradienti di velocità più elevati e punti di funzionamento a carichi maggiori, comporta un aumento sostanziale dell’energia richiesta per una percorrenza di 100����, con incrementi del 18% circa su entrambi i veicoli.

A fronte di una maggiore richiesta di energia nella percorrenza del ciclo WLPT, abbiamo che il rendimento di questo ciclo è superiore poiché lavoriamo a carichi più elevati e quindi in punti di funzionamento più vicini a quelli di pieno carico; il ciclo NEDC, invece, è descritto con il motore a bassissima potenza e rendimento, essendo il baricentro della pme tra i 2 e i 4 ������ e quindi con efficienze inferiori al 30%, per questo motivo con questo ciclo è difficile raggiungere il valore obiettivo di emissioni di 95 ��/���� di CO2, corrispondenti a una efficienza media dei motori ad accensione per compressione del 33%.

Infine, confrontando per il ciclo NEDC i valori ottenuti tramite integrazione numerica con quelli derivanti dalla formula semiempirica, notiamo come lo scarto di energia necessaria per la percorrenza di 100���� non sia molto elevato, a fronte di un calcolo molto semplice e immediato.

SPAGNUOLO PASQUALE

24

2.7 Ciclo UDC e EUDC

In seguito vengono riportate le analisi condotte sul ciclo NEDC andando a dividere la parte urbana UDC (Urban Driving Cycles), costituita dalla successione di 4 cicli semplici con velocità massima di 50 ����/ℎ, velocità media di 19 ����/ℎ circa, durata complessiva di 780 ��, per una percorrenza totale di 4.07 ����; la parte extraurbana EUDC (Extra-Urban Driving Cycle), costituita da un ciclo semplice con velocità massima di 120 ����/ℎ, velocità media di 65 ����/ℎ circa, durata complessiva di 400 ��, per una percorrenza totale di 6.95 ����.

Come fatto in precedenza, sono stati calcolati per entrambi i cicli la velocità di rotazione del motore, la forza resistente, la potenza erogata dal motore, da cui è stato possibile risalire alla pressione media effettiva dei punti di funzionamento, che relazionati ai corrispondenti regimi di rotazione ci ha permesso di costruire il piano quotato, con i punti di funzionamento relazionati alle curve di isoconsumo (Figura 20 e 21).

Seguendo tutte le ipotesi e le relazioni utilizzate per il ciclo NEDC e WLTP, sono stati calcolati il consumo di combustibile istantaneo (Figura 22 e 23) e totale sul ciclo (Figura 24 e 25), le emissioni di CO2, le emissioni istantanee (Figura 26 e 27), totali (Figura 28 e 29) e specifiche di NOx, l’energia meccanica richiesta e il rendimento utile.

Per quando riguarda le emissioni e i consumi istantanei del ciclo UDC, per maggior chiarezza, sono riportati gli intervalli temporali da 0 a 195 ��, poiché nei 780 �� si ripetono 4 cicli identici.

Figura 20: Punti di funzionamento motore per il ciclo UDC.

non sono stati rilasciati commenti
Questa è solo un'anteprima
6 pagine mostrate su 57 totali
Scarica il documento