Metodologia e strumenti per la misura in tempo reale del comportamento energetico - emissivo dei veicoli

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1 Metodologia e strumenti per la misura in tempo reale del comportamento energetico - emissivo dei veicoli Fernando Ortenzi CTL Centro di Ricerca per il Trasporto e la Logistica, Sapienza di Roma Venezia, 16 ottobre 28

2 Background La normativa in materia di emissioni Ciclo NEDC morbido e fissato per tutti i veicoli Non tiene conto dello stile di guida Non tiene conto delle condizioni a massime emissioni dei veicoli (pieno carico, transitori) Artemis Più rappresentativo del reale uso dei veicoli Il ciclo rimane fissato Non tiene conto dello stile di guida Analizzatori OnBoard Costosi, ingombranti Necessitano di continua manutenzione Impossibilità di grandi campagne di acquisizione

3 NEDC: emissioni istantanee di CO (Honda Hybrid) Speed km/h & Pedale acc. % CO % Vol Time s. Velocità Acceleratore CO % Vol

4 Condizioni di massime emissioni: Pieno carico Load % CO [%vol], AFR [s] Load AFR CO %Vol Honda Civic 2 cc. 16 cv

5 Condizioni di massime emissioni: Transitori.4 Speed [Km/h], NOx [ppm] Speed NOx CO CO [%vol] Time [s] Honda Civic 2 cc. 16 cv 5

6 Obiettivi Sviluppo metodologie e strumenti per la misura Strumentazione di bordo Modelli di potenza, consumi ed emissioni Applicazione di tali sviluppi per la misura del reale impatto ambientale dei veicoli

7 La strumentazione di bordo

8 Lavoro svolto Software acquisizione OBD/CAN/GSM/WiFi (ISO9141-KWP2, SAE J1939, SAE J178..) Validazione parametri della strumentazione (Velocità, Potenza, consumi) Prove sperimentali e campagne di acquisizione per la definizione dei parametri motoristici che influenzano le emissioni Sviluppo modelli di emissioni Validazione dei modelli

9 Validazione dati strumentazione Potenza 1 R 2 =.9824 R 2 = R 2 =.9968 prova a 186 prova a 6 Potenza [kw] R 2 =.9978 R 2 =.9993 R 2 =.9984 R 2 =.9991 R 2 =.9967 prova a 412 prova a 51 prova a 231 prova a 325 prova a 138 prova a Carico (%)

10 Modelli di emissioni: CO Equilibrio chimico: CO2, H 2O, N2, O2, CO, H 2, Ar Due variabili in ingresso: φ e una temperatura che viene usata come calibrazione: T = T + T + T * Cal Catalizzatore Cold 2 Stati catalizzatore: V < O Loop Loop Close V >= O.85 T 1 12 K T Cold Open TCal Cal 5K Termine esponenziale in funzione della temperatura del catalizzatore a motore freddo

11 Trasporto di gas lungo il condotto ( ) ex Tm t = p V& ex ( t) t ( ) T t ex = ex V V V& ( ) ( 1 p ) t m ( ) & ( ) + ( ) = ( ) ( ) T t u t u t w t T t t u w CO al terminale di scarico CO al motore

12 Validazione modello CO a caldo 6 5 CO at Exhaust %vol CO at Engine %Vol CO meas (Mexa) 4 CO %Vol Time s

13 Validazione modello CO a freddo CO %Vol CO Model CO OBS Cat Temp Catalyst Temp C 2 4 Time s Sottostima del CO a freddo Possibili non combustioni durante le prime fasi di accensione Non completa vaporizzazione del combustibile con zone di miscela molto ricche

14 Risultati modelli Confronto tra Horiba OBS e modello di CO,CO2,HC ed NOx, con i valori misurati con il CVS e con gli errori normalizzati rispetto ai limiti Euro IV

15 Grazie per l attenzione Info: Fernando.ortenzi@uniroma1.it