heal.abstract |
Τα επιβατικά οχήματα ευθύνονται για το 12% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην
Ευρωπαϊκή Ένωση, με την αυτοκινητοβιομηχανία να κατατάσσεται έτσι στους κύριους
συνεισφορείς της κλιματικής αλλαγής. Η κατάσταση αυτή έχει ωθήσει τα κράτη των κύριων
παγκόσμιων αγορών στην ένταξη περιβαλλοντικών πολιτικών που καθοδηγούν την παραγωγή
προϊόντων με γνώμονα το οικολογικό αντίκτυπό τους. Με την διαρκή αύξηση των πωλήσεων που
πραγματοποιούνται στον χώρο της αυτοκίνησης, οριοθετούνται ολοένα και αυστηρότερα μέτρα
στις εκπομπές (ρύπων και CO2) των νέων ταξινομημένων οχημάτων. Ενάντια στην παγκόσμια
τάση για χαμηλότερες εκπομπές καυσαερίων, όμως, έρχεται η επιθυμία των καταναλωτών για
υψηλότερες επιδόσεις. Οι κατασκευαστές προκειμένου ικανοποιήσουν τις δύο πλευρές
εφαρμόζουν λύσεις όπως το σύστημα Start/Stop, η μείωση του όγκου εμβολισμού του κινητήρα
(downsizing), η στροβιλο-υπερπλήρωση (turbocharging/turbo) ή και τα πλήρως υβριδικά
συστήματα κίνησης των οχημάτων. Τα υβριδικά οχήματα με την ανάκτηση ενέργειας κατά την
πέδηση καθώς και το σύστημα υπερπλήρωσης που εκμεταλλεύεται τα θερμά εξερχόμενα
καυσαέρια από τον κινητήρα, είναι παραδείγματα της αναζήτησης μεθόδων για πλήρη
εκμετάλλευση της παραγόμενης ενέργειας των καυσαερίων. Παράλληλα, οι κατασκευαστές
επιδιώκουν την διαρκή βελτίωση των κινητήρων και στον τομέα των επιδόσεων. Ένα σύστημα
που έρχεται να συνεισφέρει σε αυτόν τον σκοπό είναι η ηλεκτρική υποβοήθηση του ζεύγους
στροβιλο-υπερπλήρωσης (EATC), το οποίο έχει ήδη περιορισμένη εφαρμογή σε βαρέος τύπου
κινητήρες. Σε μικρότερου μεγέθους εφαρμογές δεν έχει υπάρξει ακόμα μαζική χρήση ενός τέτοιου
συστήματος. Η ηλεκτρική υποβοήθηση του ζεύγους στροβιλο-υπερπλήρωσης έχει σαν βάση την
πρόσδοση ενέργειας κατά την επιτάχυνση του ζεύγους και την απορρόφηση ενέργειας όταν η
στροβιλο-υπερπλήρωση παράγει περισσότερη από την απαιτούμενη. Η απόκριση ενός κινητήρα
turbo σε χαμηλές στροφές συχνά δεν είναι γρήγορη επιβαρύνοντας τις συνθήκες καύσης και την
οδηγική εμπειρία. Στην θεωρία, η εξωτερική πρόσδοση ισχύος από έναν ηλεκτροκινητήρα στην
άτρακτο του υπερπληρωτή, όταν αυτό είναι απαραίτητο, μπορεί να βελτιώσει τα οδηγικά
χαρακτηριστικά του αυτοκινήτου, προσδίδοντας την δυνατότητα για γρηγορότερη επιτάχυνση με
ταυτόχρονη βελτίωση των εκπομπών λόγω της καλύτερης ποιότητας της καύσης.
Η παρούσα διπλωματική εργασία ερευνά το θέμα της ηλεκτρικά υποβοηθούμενης
υπερπλήρωσης σε έναν τετρακύλινδρο κινητήρα Otto άμεσου ψεκασμού, επιβατικού οχήματος.
Με την χρήση ενός εξειδικευμένου λογισμικού από την Gamma Technologies, Inc., το GT-Power,
δημιουργούνται τα μοντέλα που προσομοιώνουν τη λειτουργία του κινητήρα με και χωρίς την
υποβοήθηση. Η διερεύνηση του μοντέλου σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας χρησιμεύει στην
κατανόηση και αξιολόγηση των επιδόσεων του κινητήρα. Πραγματοποιούνται δοκιμές κατά τη
διάρκεια του μεταβατικού Κύκλου Πόλης WLTC αλλά και δοκιμές επιτάχυνσης για την σύγκριση
των επιδόσεων αλλά και των ελεγχόμενων εκπομπών (οξείδια του αζώτου NOx, διοξείδιο του
άνθρακα CO2, μονοξείδιο του άνθρακα CO, υδρογονάνθρακες HC και, πλέον με την χρήση
κινητήρων άμεσου ψεκασμού, αιθάλη). |
el |