Il corso illustra le caratteristiche operative dei differenti tipi di Motori a Combustione Interna (ad accensione comandata, Diesel, GDI; 2 o 4 tempi) ed esamina le proprietà dei fluidi di lavoro, i processi di scambio massico, le modalità di combustione, le perdite di calore e per attrito, per giungere alla valutazione dell’influenza di detti fattori sulla potenza, sull'efficienza e sulle emissioni dei motori.

Lo studente deve comprendere i fenomeni fisici che sono alla base del funzionamento dei motori a combustione interna e come questi determinano le prestazioni, il rendimento e le emissioni delle diverse famiglie di motori (ad accensione comandata o per compressione, ad aspirazione naturale o sovralimentati, ad iniezione diretta o nel condotto). Per pervenire a tale risultato lo studente dovrà sviluppare la capacità di valutare quali modelli matematici dei fenomeni fisici è di volta in volta più conveniente impiegare a seconda degli obiettivi attesi e delle informazioni disponibili. Particolare attenzione viene rivolta allo sviluppo della capacità di collegamento fra argomenti del Corso apparentemente distanti fra loro, al fine di stimolare la capacità di affrontare problemi complessi anche a partire da informazioni limitate o incomplete. Infine è stimolata la riflessione sulle implicazioni sociali ed etiche legate alle emissioni inquinanti ed allo sfruttamento delle risorse naturali.

Struttura, cicli operativi, parametri geometrici e curve caratteristiche
Modelli teorici dei processi del motore.
Ricambio della carica. Sovralimentazione. Moto del gas nel cilindro.
La combustione nel motore ad accensione comandata.
La combustione nei motori Diesel.
Formazione e controllo delle emissioni dei motori ad accensione comandata
Formazione e controllo delle emissioni dei motori Diesel
Sistemi di alimentazione e di accensione; perdite per attrito e di calore
Combustibili e propulsori alternativi.

Lezioni frontali in aula con uso di lavagne e proiettore connesso al computer per la visualizzazione di slide. Uso di software specifico.

La valutazione dell’apprendimento è basata su una prova scritta e un colloquio orale, durante il quale verranno discussi anche i risultati delle prove di laboratorio e delle simulazioni numeriche. Il risultato della prova scritta non determina l’ammissione al colloquio orale, ma concorre alla determinazione del voto finale. Per la determinazione di quest’ultimo, sarà valutata prioritariamente la conoscenza del comportamento dei propulsori, principalmente in relazione a prestazioni, consumi ed emissioni. Sarà valutata quindi la comprensione delle ragioni fisiche che stanno alla base di questi comportamenti e la capacità dell’allievo di collegare elementi diversi di conoscenza. Infine, si terrà conto della chiarezza dell’esposizione e della proprietà del linguaggio usato.

J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 1988.

Dott. Teresa Castiglione per preparazione compiti d'esame e valutazione carico studenti.

ARGOMENTI:
Nozioni di base (Struttura e modalità di funzionamento; Parametri geometrici ed operativi dei MCI)  
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; (Cap 1 e Cap. 2) ; Copie slide.
LEZIONI
8
ESERCITAZIONI
4
LABORATORIO
6
STUDIO
24

ARGOMENTI: Cicli ideali; Composizione dell'aria e dei combustibili; Proprietà dei fluidi di lavoro; Cicli limite)
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; (Cap 3; Par. 4.1 - 4.6; Par. 4.9; Par. 5.1 - 5.5); Copie slide. 
LEZIONI
8
ESERCITAZIONI
4
LABORATORIO
6
STUDIO
24

ARGOMENTI:
Processi di ricambio della carica; Campi di moto all'interno del cilindro.
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; (Par 6.1, 6.2, 6.5, 6.6, 6.8.1; 8.1, 8.2, 8.3.1, 8.3.2, 8.4) ; Copie slide.
LEZIONI
8
ESERCITAZIONI

LABORATORIO

STUDIO
20

ARGOMENTI: La combustione nel motore ad accensione comandata; Formazione della miscela; Formazione e controllo delle emissioni.
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; (Par. 9.1, 9.2, 9.3.1, 9.4-9.6; 7.1, 7.2.1, 7.3.1; 11.1, 11.2.3, 11.4.1, 11.4.3, 11.6, 7.4); ; Copie slide.
LEZIONI
14
ESERCITAZIONI
2
LABORATORIO
14
STUDIO
37

ARGOMENTI: La combustione nei motori Diesel; Formazione e controllo delle emissioni dei motori Diesel
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; (Par. 10.1, 10.2, 10.3,10.5.1, 10.6.2, 10.7; 11.2.4, 11.4.4,11.5.2); Copie slide.
LEZIONI
6
ESERCITAZIONI

LABORATORIO

STUDIO
15

ARGOMENTI: Trasferimento del calore, perdite organiche e lubrificazione.
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; (Par.12.1, 12.2, 12.3, 12.7; 13.1, 13.2, 13.5); Copie slide.
LEZIONI
4
ESERCITAZIONI

LABORATORIO

STUDIO
10


ARGOMENTI: Propulsori e combustibili alternativi.
MATERIALI
J.B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, New York, 2018; Copie slide.
LEZIONI
2
ESERCITAZIONI

LABORATORIO
4
STUDIO
5