Improvement of diesel engines efficiency driving the fuel pump with an electrical machine

Until a recent past, the volumetric pumps of a diesel injection system were driven directly by the combustion engine. In order to reduce emissions from a diesel vehicle, new solutions that make better use of fuel need to be designed. Thanks to the continuous development of the electric drives, it was possible to release the number of revolutions of the low pressure pump from the number of revolutions of the combustion engine; thus obtaining savings in the use of fuel and a reduction in the maintenance required. In this work, the analytical design procedure used to design different types of electrical machines suitable for the purpose is described; in addition, the experimental results from the characterization of the prototype in use are presented. Finally, the sensorless control algorithm developed and designed for this particular application is described and evaluated according to the expected performance.

Fino ad un recente passato, le pompe volumetriche di un sistema di iniezione diesel erano comandate direttamente dal motore a combustione. Al fine di ridurre le emissioni di un veicolo diesel, nuove soluzioni in grado di utilizzare al meglio il carburante devono essere pensate. Grazie al continuo sviluppo degli azionamenti elettrici, è stato possibile svincolare il numero di giri della pompa di bassa pressione dal numero di giri del motore a combustione; ottenendo in tal modo un risparmio nell’uso di carburante ed una riduzione della manutenzione necessaria. In questo lavoro, la procedura di progettazione analitica impiegata per progettare diverse tipologie di macchine elettriche adatte allo scopo è descritta; inoltre, sono presentati i risultati sperimentali derivanti dalla caratterizzazione del prototipo in uso. Infine, l’algoritmo di controllo sensorless realizzato e pensato per questa particolare applicazione è descritto e valutato secondo le performance attese.