Simulazione del sistema motore-veicolo per la previsione e l’ottimizzazione dei consumi su un percorso urbano reale

Nel corso degli anni si è fatta sempre più forte la necessità di aumentare l'efficienza globale del veicolo al fine di ridurre consumi ed emissioni inquinanti. Una delle strade principali per perseguire questo obiettivo è quella di andare a ricercare il miglior accoppiamento tra il veicolo e il motore che lo equipaggia. In quest’ottica è stato quindi sviluppato uno strumento di calcolo che permette di combinare la simulazione 1-D del motore con la simulazione dinamica del veicolo su cui il motore è installato, allo scopo di prevedere le condizioni operative del veicolo stesso e di conseguenza i suoi consumi e le sue emissioni inquinanti lungo un qualunque profilo velocità-tempo assegnato dall’utente. Il modello veicolo così realizzato (che nel caso in esame si tratta di uno scooter) è stato validato sulla base dei dati sperimentali raccolti sul banco a rulli durante il ciclo di omologazione europeo UDC-EUDC. L’intento del presente studio è stato quello di sfruttare tale strumento di simulazione nell’ambito di un’analisi di ottimizzazione del motore, in termini di riduzione dei consumi, su di un percorso urbano reale. Come prima cosa è stato costruito un profilo di velocità (rappresentativo del normale utilizzo cittadino dello scooter) partendo da dati acquisiti su percorsi reali ed in seguito, mediante il modello precedentemente tarato, è stata condotta un’analisi dei punti di funzionamento del motore su tale percorso. Successivamente è stato realizzato un modello di ottimizzazione, integrante al suo interno il modello veicolo, finalizzato alla ricerca della configurazione motore che minimizzasse il consumo lungo il percorso cittadino attraverso la riduzione del consumo specifico ai carichi maggiormente sfruttati lungo il percorso stesso. I risultati hanno mostrato le elevate potenzialità di questo tipo di approccio, che consente di analizzare a calcolo un elevato numero di configurazioni, fornendo riposte predittive e quindi indicando le linee guida per l’effettivo sviluppo del motore.