Sistema di campionamento a volume costante - Versione altimetrica

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Le due unità che compongono il sistema, quella altimetrica (EACS) e quella di campionamento (CVS), sono collegate tra loro come se fossero un’unica entità. Tuttavia il sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) consente di escludere la sezione altimetrica mediante l’azione di valvole di sezionamento strategicamente inserite nel circuito. È così possibile utilizzarlo come un sistema di campionamento tradizionale.

La soluzione tecnica del sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) consiste nel produrre all’interno di un volume complessivo (serbatoio + tubazione diluizione) di capacità adeguata il livello di pressione corrispondente alla quota sul livello del mare alla quale si desidera effettuare la sperimentazione. Ciò è reso possibile grazie ad un sistema di pompe in grado di mantenere condizioni di pressione stabili durante le varie fasi di funzionamento transitorie del motore, anche a seguito di repentine variazioni di portata di aria comburente e gas di scarico.

Il condotto di aspirazione del motore o veicolo in prova è direttamente connesso con il serbatoio, mentre il tubo di scarico del motore o veicolo è collegato alla tubazione di aria di diluizione della componente CVS. Questa tubazione è a tutti gli effetti da considerare come un’estensione del volume complessivo.

Con questa configurazione il motore o veicolo in prova riceve dell’aria fresca, necessaria alla combustione, a pressione controllata. Analogamente, il motore o veicolo immette il gas di scarico all’interno della tubazione di aria di diluizione che si trova alle stesse condizioni di pressione del serbatoio con il quale è interconnessa. L’iniezione dei gas avviene nella porzione iniziale della tubazione di aria di diluizione, attraversando tutta la tubazione (di lunghezza regolata da normativa) il gas subisce una diluizione controllata che sfrutta l’esubero di aria fresca non utilizzata per la combustione, solo alla fine del percorso il gas può essere prelevato da tutti gli strumenti preposti all’analisi del gas.

Il condotto di aspirazione e quello di scarico del motore vengono quindi connessi al volume del sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) tramite adeguati collegamenti ermeticamente sigillati, atti a resistere alla differenza di pressione esistente tra l’interno del sistema e ambiente esterno.

Il dispositivo di aspirazione dei gas di scarico diluiti è una pompa volumetrica, utile a mantenere una portata omogenea e costante. Questa strategia consente di adattare la portata a seconda del motore in prova, permettendo così di ottimizzare il fattore di diluizione dei gas di combustione al fine quindi di controllare meglio la loro temperatura e la concentrazione degli inquinanti in essi contenuti.

Il sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) è provvisto di un’unità di trattamento aria alla quale è demandata la produzione di aria “fresca” per alimentare la combustione del motore e contribuire alla diluizione dei gas di scarico. In questa unità l’aria viene parzialmente controllata nei valori di temperatura e umidità, l’adozione di ulteriori scambiatori di calore all’interno del sistema permette un controllo più preciso dei valori di temperatura e umidità dei gas in tutti i punti del sistema, in accordo con le normative di riferimento.

Il sistema è equipaggiato con un cabinet riscaldato che ha la possibilità di contenere fino a 4 borse per il campionamento dell’aria di diluizione e fino a 8 borse per il gas diluito (4 per le prove con motori alimentati a benzina e 4 per le prove con motori diesel). Il sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) è in grado di eseguire automaticamente una procedura di pulizia delle borse prima del campionamento, al fine di evitare la contaminazione dei gas. Alla fine del test sia il gas diluito, che l’aria di diluizione possono essere inviati agli analizzatori di gas.

Il sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) è inoltre corredato di un sistema di campionamento gravimetrico del particolato molto simile al PSS-20, ma fatto su misura per essere integrato nell’ACVS.

In perfetta sintonia con la filosofia Control Sistem in termini di flessibilità e customizzazione, la configurazione definitiva del sistema di riferimento altimetrico viene studiata in base alle specifiche esigenze del cliente. Ogni prodotto tiene conto delle tipologie di motore da provare e viene realizzato in funzione degli spazi disponibili per l’installazione dei componenti costituenti il sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS).

Tutte le operazioni del sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) sono gestite per mezzo di un software di facile e intuitivo utilizzo, realizzato nell’ambiente di sviluppo INT9000. L’applicativo del sistema altimetrico di campionamento a volume costante (ACVS) permette inoltre di salvare tutti i dati rilevanti del sistema (temperature, pressioni, portate, volumi, ecc.) su dei semplici file ASCII. Il sistema può essere completamente controllato da remoto utilizzando il protocollo AK per mezzo di una connessione RS232 o TCP/IP.

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Vantaggi

Software facile ed intuitivo
Fattore di diluizione variabile
Utilizzabile con un’ampia gamma di motori (dai light-duty fino agli heavy-duty, sia diesel, che benzina)
Conforme alle principali normative europee ed americane
Possibilità di effettuare test dinamici
Possibilità di simulare altitudini sia maggiori che minori rispetto a quella reale
Consumo elettrico estremamente ridotto grazie all’uso di inverter rigenerativi

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Campi di utilizzo del sistema di riferimento altimetrico

Test emissioni
Omologazioni
Prove di prestazione e consumo
Ricerca e sviluppo

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Standard di riferimento

ISO 8178
Directive 2008/74/EC
Directive 2005/78/EC
Directive 2005/55/EC
Directive 2004/26/EC
EPA 40 CFR 1065
EPA 40 CFR 1066
EPA 40 CFR 86
UN/ECE no.83
UE 2017/1151

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• Portata massima per applicazioni light-duty 20 m3/min
• Portata di immissione massima verso il motore 1.200 kg/h
• Pressione minima – 500 mbar (circa 5000 m sopra livello del mare)
• Pressione massima +100 mbar (circa 800 m sotto il livello del mare)
• Precisione di regolazione (condizioni stazionarie) ± 1 mbar
• Precisione di regolazione (condizioni dinamiche) ± 4 mbar
• Regolazione temperatura da -30 °C a 60 °C
• Regolazione umidità relativa da 5% a 95%
• Stabilità temperatura ± 1 °C
• Stabilità umidità relativa ± 3%
• Filtro per aria di diluizione Carboni attivi + HEPA (classe H13)
• Borse per il campionamento dell’aria di diluizione da 1 a 4
• Borse per il campionamento dei gas diluiti da 2 a 8 (motori diesel/benzina)
• Miscelazione (minimo numero di Reynolds garantito) 4.000
• Sistema di campionamento del particolato 1, 2 o 3 portafiltri
• Controllo remoto RS232 o TCP/IP con protocollo AK

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JRC, Ispra (VA, Italia) – CVS Altimetrico “ACVS” (2021)

DONFENG, Wuhan (Cina) – Simulatore altimetrico fisso “EACS” (In corso di realizzazione, consegna prevista: 2022)

MASERATI, Modena (Italia) – Simulatore altimetrico mobile “Mob-EACS” (2021)

DONFENG, Wuhan (Cina) – Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2020)

STELLANTIS Mirafiori, Torino (Italia) - Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2018)

STELLANTIS Centro Ricerche FIAT, Orbassano (Italia) - Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2018)

OPEL R&D Engine Development Center, Frankfurt (Germania) – Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2017) n° 2 esemplari

CNH Industrial, Torino (Italia) - Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2016)

VOLVO CAR, Goteborg (Svezia) - Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2015)

GENERAL MOTORS, Torino (Italia) - Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2015)

ISUZU, Frankfurt (Germania) – Simulatore altimetrico fisso “EACS” (2013) normalmente usato per 2 sale prova motori