Rekuperace energie ze spalin naftového motoru užitkového vozidla

Abstract

Náplňou diplomovej práce bola analýza pridanej hodnoty turbodúchadla s pridruženým motor-generátorom v naftovom motore úžitkového vozidla. Termodynamický model zadaného motoru bol pripravený v programe GT-SUITE. Prípadové štúdie boli zamerané na zníženie mernej efektívnej spotreby paliva a produkcie oxidov dusíka pomocou rekuperácie energie výfukových plynov. V práci sú popísané možnosti využitia elektrickej asistencie s cieľom zvýšiť výstupnú teplotu plynu za turbínou počas ustálených režimov. Ďalej bol skúmaný prínos asistencie turbodúchadla v prechodových režimoch počas prudkých akcelerácií vozidla. Výsledky jednotlivých analýz budú zohľadnené pri voľbe turbodúchadla pre danú motorovú aplikáciu. Výsledky simulácií naznačujú, že v určitých operačných režimoch motoru je možné výrazne znížiť spotrebu paliva, produkciu oxidov dusíka a znížiť odozvu turbodúchadla.

The scope of this thesis investigates value added by a turbocharger with an associated motor-generator unit to a diesel engine used by a commercial vehicle. A thermodynamic model of the engine was prepared in GT-SUITE software. Case studies were primary focused on a reduction of specific fuel consumption as well as a nitrogen oxides production using an energy recuperation of exhaust gas. Furthermore, there are described potential benefits of using an electric assistance in order to increase an exhaust gas temperature during a steady state engine operation. Additionally, there is an investigation of potential benefits of a turbocharger assistance in a transition engine mode operating during rapid acceleration of the vehicle. The results of individual analysis will be taken into account for a selection of turbocharger regarding specific engine implementation. The results of simulation suggest that it is possible to lower specific fuel consumption, production of nitrogen oxides, as well as accelerate turbocharger response.