Προσομοίωση λειτουργίας και σύγκριση μεταξύ συμβατικού και στροβιλο-υπερπληρωμένου κινητήρα Otto άμεσης έγχυσης (GDI), κατά τη λειτουργία στον οδηγικό κύκλο WLTC

Πουλάκης, Γεώργιος; Poulakis, Georgios

dc.contributor.author	Πουλάκης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Poulakis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2022-12-12T08:28:57Z
dc.date.available	2022-12-12T08:28:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56405
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24103
dc.rights	Default License
dc.subject	Εκπομπές ρύπων	el
dc.subject	Συμβατικός κινητήρας	el
dc.subject	Υπερτοφοδοτούμενος άμεσου ψεκασμού	el
dc.subject	Σύγκριση	el
dc.subject	Οδηγικός Κύκλος	el
dc.subject	Emissions	en
dc.subject	Comparison	en
dc.subject	Turbocharged GDI	en
dc.subject	Naturally aspirated	en
dc.subject	WLTC driving cycle	en
dc.title	Προσομοίωση λειτουργίας και σύγκριση μεταξύ συμβατικού και στροβιλο-υπερπληρωμένου κινητήρα Otto άμεσης έγχυσης (GDI), κατά τη λειτουργία στον οδηγικό κύκλο WLTC	el
dc.title	Simulation and Comparison between naturally aspirated PFI and turbocharged GDI Otto Engine, during the WLTC Driving	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανές Εσωτερικής Καύσης (ΜΕΚ)	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-20
heal.abstract	Η περιβαλλοντική κρίση που ταλανίζει των πλανήτη μας, τα τελευταία χρόνια γίνεται ολοένα και εντονότερη. Η περιεκτικότητα του ατμοσφαιρικού αέρα ιδιαίτερα κοντά στα αστικά κέντρα, σε ρύπους όπως τα οξείδια του αζώτου, έχει τις τελευταίες δεκαετίες εκτοξευθεί. Μέρος της ευθύνης για την κατάσταση αυτή, έχουν οι μηχανές εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιούνται κυρίως στους τομείς της ηλεκτροπαραγωγής και των μεταφορών. Αυτό έχει προκαλέσει, ανάμεσα σε άλλα, την ανάγκη για περιορισμό της κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπής ρύπων από τις εμβολοφόρες ΜΕΚ που χρησιμοποιούνται στα πλαίσια της αυτοκίνησης. Αυτή η πίεση, έχει οδηγήσει τις αυτοκινητοβιομηχανίες στην ανάπτυξη κινητήρων μεγάλης συγκριτικά με τον κυβισμό τους ισχύος (downsizing). Το παραπάνω έχει επιτευχθεί μέσω της αξιοποίησης δύο κυρίως τεχνολογιών, κυρίως αυτή της υπερπλήρωσης και πιο πρόσφατα αυτή της άμεσης έγχυσης καυσίμου (Gasoline Direct Injection), με αποτέλεσμα οι κινητήρες βενζίνης που έχουν κυριαρχήσει σήμερα να είναι αρκετά πιο οικονομικοί στην λειτουργία τους και λιγότερο ρυπογόνοι σε σχέση με παλαιότερα. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει το κατά πόσο είναι ωφέλιμες οι εφαρμογές αυτών των τεχνολογιών στην λειτουργία των εμβολοφόρων κινητήρων βενζίνης. Έτσι, μετά από μία θεωρητική στελέχωση των διάφορων λειτουργικών χαρακτηριστικών και επιμέρους συστημάτων των βενζινοκινητήρων που θα εξετάσουμε, θα ακολουθήσει μοντελοποίηση και σύγκριση δύο κινητήρων κατά την λειτουργία τους στον, αποδεκτό από την Ευρωπαϊκή Ένωση, οδηγικό κύκλο ελαφρών οχημάτων WLTC. Οι κινητήρες που θα συγκριθούν είναι ο ένας φυσικής αναπνοής, έμμεσου ψεκασμού (NA port fuel injection), και ο άλλος υπερπληρωμένος, άμεσης έγχυσης καυσίμου (Turbocharged GDI). Για τα παραπάνω έγινε χρήση του υπολογιστικού πακέτου GT-Power της Gamma Technologies Inc.,το οποίο επιτρέπει την μονοδιάστατη μοντελοποίηση εμβολοφόρων κινητήρων, ενώ η μελέτη για τους ρύπους, επικεντρώθηκε στις εκπομπές οξειδίων του αζώτου (NOx),διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και άκαυστων υδρογονανθράκων. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης είναι ενδιαφέροντα και αρκετά υποσχόμενα για την επιβίωση του βενζινοκινητήρα, αφού επιβεβαιώνουν την υπόθεση περί βελτίωσης των κινητήρων τα τελευταία χρόνια, ιδιαίτερα σε συνθήκες υψηλής μεταβατικότητας, όπως ο οδηγικός κύκλος που κλήθηκαν να ακολουθήσουν τα μοντέλα μας.	el
heal.abstract	The environmental crisis that our planet faces, each year becomes worse and worse. The concentration of pollutants, like nitrous oxides in the air we breathe, has skyrocketed in the last few decades, especially in the urban areas. Part of the problem is the use of internal combustion engines, mainly in the electrical and transportation industry. This has created the need to lessen the fuel consumption and the pollutants emitted by piston driven internal combustion engines that are used in the automotive industry. The situation, pushed big car manufacturers to develop powerful, yet small in displacement engines a trend called “downsizing” in the field. To achieve that, mainly two technologies have been implemented, Forced Induction and Direct Injection, and as a result most car engines nowadays are more fuel efficient and pollute less than ever before. This project examines how much the implementation of these new technologies has benefited the gasoline powered internal combustion engine. After briefly analyzing the operational characteristics of the gasoline Otto engine and some of its subsystems, we will model and compare two engines that operate at the, Europe approved, WLTC driving cycle. The engines that will be compared are, Naturally Aspirated port injected and Tubocharged Gasoline Direct Injected (GDI). For the modeling and the simulations, we used GT-Power by Gamma Technologies Inc., which allowed us the 1-D modeling and simulation of the engines. As for the emissions, we focused our study at the Nitrogen Oxides (NOx), the Carbon dioxide (CO2) and the unburned hydrocarbons emitted. The results of the simulation are interesting as well as promising for the survival of the gasoline engine, as they confirm the original case, that the engines are getting better year by year, especially in highly fluctuating driving conditions, like the WLTC driving cycle that we tested our models on.	en
heal.advisorName	Γιακουμής, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Γιακουμής, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	93 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false