Přestavba motoru EA 211 1.5 TSI EVO na přeplňování elektrickým kompresorem

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na analýzu a návrh elektrického přeplňování zážehového spalovacího motoru pomocí kompresoru poháněného elektrickým motorem. Vzhledem k rostoucímu významu osobních automobilů v současné dopravě nabývá tato tematika na aktuálnosti. Řešené téma úzce souvisí se snahou o snížení spotřeby paliva, rozšíření účinného provozního režimu motoru a zároveň reaguje na výrazný tlak vyplývající z neustále zpřísňovaných emisních norem. Globální klimatické změny, negativní dopady emisí výfukových plynů na lidské zdraví a rostoucí zájem o zvyšování osobních znalostí v této oblasti jsou klíčovými faktory motivující další výzkum v této oblasti. Při řešení této problematiky byla provedena detailní analýza aktuálního stavu poznání, založená na využití kvalitních informačních zdrojů a odborných vědeckých publikací. Hlavní postupy při rozpracování této práce následující kroky: přehled relevantní teorie v souvislosti s daným problémem, vysvětlení požadavků a důvodů pro použití elektricky poháněného kompresoru, výběr vhodného kompresoru a strategie jeho řízení pro EA 211 1.5 TSI Evo2, testování a porovnání výkonu s původní verzí v rámci WLTC cyklu pomocí simulace v prostředí GT–Suite, a konstrukční návrh modifikace zkoumané pohonné jednotky. V závěru práce bylo provedeno hodnocení výhod a nevýhod možností řešení dané problematiky, jejich potenciálu pro aplikaci v praxi a predikce vývoje spalovacích motorů v budoucnosti.

This thesis focuses on the analysis and design of electric supercharging for a gasoline internal combustion engine using a compressor powered by an electric motor. Given the growing importance of passenger cars in current transportation, this topic is becoming increasingly relevant. The addressed issue is closely related to the effort to reduce fuel consumption, expand the engine's effective operational range, and respond to the significant pressure resulting from constantly tightening emission standards. Global climate change, the negative impact of exhaust gas emissions on human health, and the growing interest in expanding personal knowledge in this field are key factors driving further research in this area. In addressing this issue, a detailed analysis of the current state of knowledge has been conducted, based on the use of quality information sources and expert scientific publications. The main steps in the development of this thesis are as follows: an overview of the relevant theory related to the given problem, an explanation of the requirements and reasons for using an electrically powered compressor, the selection of an appropriate compressor and its control strategy for the EA 211 1.5 TSI Evo2, testing and comparison of performance with the original version within the WLTC cycle through simulation in the GT–Suite environment, and a design proposal for modifying the examined power unit. In conclusion, the advantages and disadvantages of the possible solutions to this issue were evaluated, along with their potential for practical application and predictions for the future development of internal combustion engines.