Zvyšování účinnosti emisního systému vznětového motoru
Loading...
Date
Authors
Stráník, Daniel
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá problematikou tvorby emisí u vznětového motoru těžkého vozidla. V motoru nelze docílit dokonalého spalování, proto při spalování nafty dochází k tvorbě škodlivin, které je nutné eliminovat. K redukci škodlivin obsažených ve výfukových plynech slouží emisní systémy. Protože se limity na množství emisí stále zpřísňují a brzy má vyjít v platnost nová emisní norma Euro VII, je stále důležité snižovat emise u spalovacích motorů. Elektrické, či jiné alternativní pohony, nejsou totiž u těžkých vozidel ještě dostatečně rozvinuté. Tato práce navíc obsahuje návrh řešení, kterým by šlo docílit větší redukce škodlivin a tím i tedy žádaného zvýšení účinnosti celého emisního systému. Za tímto účelem byl vytvořen simulační model v softwaru GT-Suite a byly uskutečněny simulace, pro napodobení jízdních cyklů WHSC a WLTC class 1 pro simulaci ustálených i přechodových stavů. Díky tomu je pak možné porovnat výsledné emise po úpravě emisního systému s těmi s výchozím emisním systémem. Závěrem práce je stručný popis a vyhodnocení výsledků a také nastínění dalších možných postupů.
This thesis addresses the issue of emission from heavy-duty vehicles with diesel engine. Perfect combustion in the engine is unattainable, leading to the inevitable production of pollutants during diesel combustion that must be effectively eliminated. Emission systems are used to reduce pollutants present in exhaust gases. As emission limits continue to decrease, and with the impending introduction of the new Euro VII emission standard, it is still important to reduce emission from internal combustion engines. This is particularly significant as electric and other alternative drives are not yet sufficiently developed for heavy-duty vehicles. This thesis proposes a strategy for achieving the greater reduction of pollutants and the desired increase in the efficiency of the entire emission system. For this purpose, a numerical model was created using GT-Suite software, and simulations were conducted to replicate the WHSC and WLTC class 1 driving cycles for the simulation of steady and transient states. The emissions resulting from the modified emission system were compared with those from the default system. The conclusion of the thesis is a brief description and evaluation of the results, accompanied by an outline of potential future procedures.
This thesis addresses the issue of emission from heavy-duty vehicles with diesel engine. Perfect combustion in the engine is unattainable, leading to the inevitable production of pollutants during diesel combustion that must be effectively eliminated. Emission systems are used to reduce pollutants present in exhaust gases. As emission limits continue to decrease, and with the impending introduction of the new Euro VII emission standard, it is still important to reduce emission from internal combustion engines. This is particularly significant as electric and other alternative drives are not yet sufficiently developed for heavy-duty vehicles. This thesis proposes a strategy for achieving the greater reduction of pollutants and the desired increase in the efficiency of the entire emission system. For this purpose, a numerical model was created using GT-Suite software, and simulations were conducted to replicate the WHSC and WLTC class 1 driving cycles for the simulation of steady and transient states. The emissions resulting from the modified emission system were compared with those from the default system. The conclusion of the thesis is a brief description and evaluation of the results, accompanied by an outline of potential future procedures.
Description
Keywords
Zvyšování účinnosti, Recirkulace spalin, Oxidační katalyzátor, Filtr pevných částic, SCR katalyzátor, ASC katalyzátor, WHSC, WLTC class 1, GT-Suite, Increasing efficiency, Exhaust gas recirculation, Diesel oxidation catalyst, Diesel particulate filter, SCR catalyst, ASC catalyst, WHSC, WLTC class 1, GT-Suite
Citation
STRÁNÍK, D. Zvyšování účinnosti emisního systému vznětového motoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
Ing. Petr Škara (člen)
Ing. Jiří Koláček (člen)
Ing. Adam Vondrák, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (místopředseda)
Date of acceptance
2024-06-19
Defence
Student seznámil zkušební komisi s průběhem a výsledky své závěrečné práce. Následně odpovídal na otázky oponenta.
Otázky oponenta:
1) U verifikace prvního modelu (str. 57) vychází maximální naměřený točivý moment vyšší než výsledky simulace. Většinou je tomu naopak z důvodu idealizace výpočtového modelu. Co by mohlo být důvodem tohoto rozdílu? Které z neznámých parametrů by mohly tento rozdíl ovlivnit?
Hodnocení: Zodpovězeno
2) Můžete porovnat Vaše výsledky s aktuální legislativou?
Hodnocení: Zodpovězeno
Dále odpovídal na otázky členů komise:
1) Jak jste v modelu reguloval plnicí tlak turbodmychadla?
Hodnocení: Zodpovězeno
2) Jaká byla výpočetní náročnost simulace?
Hodnocení: Zodpovězeno
3) Čím je způsobeno výrazné snížení emisí oxidů dusíku?
Hodnocení: Zodpovězeno
4) Jaká jsou negativa použití systému recirkulace výfukových plynů?
Hodnocení: Zodpovězeno
5) Z jakého důvodu jste použil zvolené umístění SCR katalyzátoru?
Hodnocení: Zodpovězeno
6) Vyhodnocoval jste emise i v průběhu jízdního cyklu?
Hodnocení: Zodpovězeno
7) Jaké byly potřebné vstupy pro simulaci v prostředí GT-Suite?
Hodnocení: Zodpovězeno
8) Měl jste k dispozici data pro kalibraci motoru při nízkém zatížení?
Hodnocení: Zodpovězeno
9) Jaký vliv na spotřebu má použití EGR?
Hodnocení: Zodpovězeno
10) Vedla by Vaše úprava ke zvýšení spotřeby paliva při městském provozu?
Hodnocení: Zodpovězeno
11) S jakým podílem recirkulace výfukových plynů jste pracoval?
Hodnocení: Zodpovězeno
12) Používá se EGR i při vyšším zatížení?
Hodnocení: Zodpovězeno
13) Bylo by možné do modelu v prostředí GT-Suite zahrnout různé varianty povlakování pístů?
Hodnocení: Zodpovězeno
14) Jaký model jste použil pro modelování přestupu tepla?
Hodnocení: Zodpovězeno
15) Používá tento motor ocelové písty?
Hodnocení: Částečně zodpovězeno
16) Může docházet k zamrzání směsi pro SCR katalyzátor?
Hodnocení: Zodpovězeno
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení