Modelli statistici per la stima dei fattori di emissione veicolari
Modelli statistici per la stima dei fattori di emissione veicolari
Istituto Motori
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Category Archives: [:it]Impatto ambientale dei trasporti[:en]Environmental impact of transports[:]
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nov 15
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nov 15
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Caratterizzazione di aerosol antropogenici
La nucleazione e crescita di aerosol antropogenici sono investigati seguendo la formazione di cluster dallo stadio iniziale della loro crescita fino alle dimensioni nanometriche utilizzando la spettrometria di massa combinata con fasci molecolari. Risultati significativi sono stati ottenuti sui cluster acidi carbossilici-acqua che dimostrano che tali acidi possono avere un ruolo significativo come nucleo di prenucleazione di aerosol in ambiente umido (ChemPhysChem 2015, 16, 3021 – 3029).
- 11
nov 15
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Vibroacustica
Le attività di ricerca svolte nell’ambito della vibro-acustica comprendono simulazioni numeriche di tipo FEM, BEM, SEA, e Multibody per lo studio di veicoli e di sottosistemi mirate all’ottimizzazione degli stessi per quel che riguarda il comportamento vibrazionale e acustico. Particolare attenzione è rivolta allo studio del rumore gasdinamico prodotto dai sistemi di aspirazione e scarico e all’implementazione di metodi innovativi basati su modelli matematici auto-regressivi per la definizione del fenomeno di detonazione mediante rilievi vibrazionali.
Interazione fluido-struttura di un veicolo commerciale orientata alla stima del rumore interno all’abitacolo
Simulazione FEM multi corpo di un motore 4 cilindri in linea
Simulazione numerica per la valutazione dell’impatto delle vibrazioni di un sediolino di auto sul corpo umano
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mag 13
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Future Transportation Fuels
Synthesis, Recycling and Combustion of Metallic Nanoclusters
Systematic studies on the feasibility to burn metallic nanoparticles in an engine cycle have been undertaken. The idea lies on two main characteristics: some metal fuels contain two and three times more energy content per unit volume than the conventional liquid fuels while under certain conditions the metal particles could burn in solid state. On the basis of these pre-requisites, such a fuel could feed an engine with very high power density, without the formation of the well-known pollutants derived from the combustion process of the conventional liquid fuels. The combustion product is the respective metal oxide, which by employing suitable and environmental-benign techniques, can be recycled to recover the (reusable) metal fuel. Recent progresses of nanotechnology in the manufacturing of metallic nano-powders with specific tailored characteristics, has opened new scenarios in the exploitation of such novel energy carriers. Moreover, the studies indicated that in the nanoscale regime metal powders, such as iron and aluminium, can burn in timescales comparable with engine cycle and in the solid or liquid state.
In the framework of an FP7 European project, in cooperation with other well recognized European scientific Institutions, in Istituto Motori, studies and experiments are addressed to the investigation on various main aspects:
- Determination of the basic combustion characteristics of metal nanopowders in customized shock-tube system;
- Studies on the feasibility and characterization of metallic nanopowders combustion under real engine conditions, employing prototype research engines;
- Definition of “metal-fuelled” ICE combustion models based on experimental evidences.
- 29
mag 13
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Inquinamento
In molti paesi il trasporto su strada contribuisce significativamente all’inquinamento urbano, producendo emissioni inquinanti tossiche e gas ad effetto serra.
I modelli più diffusi per l’elaborazione di scenari e data bases di inquinamento atmosferico utilizzano l’approccio dei fattori di emissione: per quanto riguarda il traffico urbano il fattore di emissione (EF) rappresenta il rapporto tra l’ammontare dell’inquinamento prodotto ed il numero di kilometri per veicolo percorsi.
La determinazione dei fattori di emissioni dei veicoli comporta esperimenti di laboratorio utilizzanti banchi a rullo o sistemi di misura portabili (PEMS) operando un campionamento diretto a bordo durante l’utilizzo reale del veicolo su strada.
L’Istituto Motori realizza campagne di prova, in laboratorio o su strada, rilevando emissioni e consumi per differenti classi di veicoli (autovetture, autobus, veicoli commerciali di tipo ligth-duty o heavy-duty, motocicli, motorini) per valutare l’effetto del comportamento di guida, del tipo di percorso e di carico, delle condizioni di traffico, della tecnologia motoristica, del tipo di combustibile, dei dispositivi di controllo delle emissioni, etc..
L’Istituto Motori ha sviluppato ampia esperienza nel monitoraggio dei microinquinanti, come Idrocarburi Aromatici Policiclici (PAH), benzene e Componente Volatile Organica (VOC), particulato (PM) e relative dimensioni delle particelle.
La frazione fine del particolato (PM2.5) costituisce elemento molto significativo per la salute, poichè tali particelle possono penetrare profondamente nel sistema respiratorio ed essere assorbite nel sangue. Il trasporto su strada contribuisce significativamente al particolato, anche se tale contributo varia da luogo a luogo oltre che durante l’anno.
I veicoli dotati di motore Diesel ma privi di Filtro di Particolato (DPF) ed i motorini mostrano i più alti valori di particolato in massa (PM) ed in numero di particelle (PN): l’impiego dei filtri riduce le emissioni di particelle di due ordini di grandezza; tra i motorini, quelli a 2-tempi hanno emissioni più alte di quelli a 4-tempi.
Le attività condotte in Istituto Motori sono anche volte allo sviluppo ed alla validazione sperimentale di modelli di fattori di emissione: è stato sviluppato il modello KEM, Kinematic Emission Model, che si posiziona ad un livello intermedio tra modelli istantanei e modelli di data base per scala nazionale o regionale. La specificità ed innovatività di questo modello consiste nella possibilità di sostituire il semplice valore medio della velocità con una descrizione dettagliata del profilo di velocità ottenuto usando un approccio statistico multidimensionale a partire da un numero molto elevato di variabili che caratterizzano tutte le fasi della cinematica dei veicolo.
Nel quadro degli effetti della combustione sull’ambiente, ulteriori studi sono finalizzati al monitoraggio ottico remoto multispecie delle emissioni e degli inquinanti troposferici.
