Phân tích dòng năng lượng trong động cơ diesel trên AVL-Boost

Engineering and Technology For Sustainable Development - Tập 31 Số 2 - Trang 40-46 - 2021
Vu Quang Khong1, Duy Tien Nguyen1, The Truc Nguyen1
1Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam

Tóm tắt

Năng lượng do đốt cháy nhiên liệu trong động cơ đốt trong (ĐCĐT) được chia thành các phần chính như công suất trên trục, nhiệt truyền cho hệ thống làm mát, nhiệt khí thải, tổn hao cơ giới, nhiên liệu không cháy hết. Việc xác định chi tiết lượng và phân bố các thành phần này thường được tiến hành theo phương pháp cân bằng nhiệt. Tuy nhiên, phương pháp cân bằng nhiệt thường được tiến hành bằng thực nghiệm với hệ thống thử nghiệm và thiết bị đo rất phức tạp. Để giảm thời gian, chi phí trong quá trình nghiên cứu, trong bài báo này nhóm tác giả trình bày quá trình tính toán phân bố năng lượng của động cơ diesel D243 thông qua mô phỏng trên phần mềm AVL-Boost. Kết quả cho thấy hiệu suất nhiệt trung bình của ĐCĐT trong toàn giải làm việc là 25,8%. Tổng nhiệt lượng truyền cho hệ thống làm mát và khí thải trung bình là 63,54% và đạt tới 103,7 kW ở chế độ định mức. Các kết quả thu được trong nghiên cứu này có thể sử dụng làm cơ sở cho các nghiên cứu nhằm nâng cao các tính năng kinh tế, kỹ thuật của ĐCĐT như tối ưu hóa các điều kiện làm việc của hệ thống làm mát, bôi trơn, cũng như tính toán trang bị hệ thống tua-bin máy nén hoặc các hệ thống tận dụng năng lượng khí thải – nước làm mát nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiệt của ĐCĐT.

Từ khóa

#Diesel engines #Energy distributions #Themal efficiency #Exhaust emissions

Tài liệu tham khảo

. Johnson TV, Review of vehicular emissions trends,

SAE Int J Engines 2015;8:1152–67.

https://doi.org/10.4271/2015-01-0993

. Novelli V, Geatti P, Ceccon L, Toscani L, Low

environmental impact of alternatively supplied cars.

Results of an investigation carried out in the northeast of Italy, Environ Eng Manage J (EEMJ) 2017;16.

. H.chen, C.Ma, An analysis of energy flow in a

turbocharged diesel engine of a heavy truck and

potentials of improving fuel economy and reducing

exhaust emissions, Energy conversion and

Management 184 (2019) 456-565.

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.01.053

. Kim TY, Negash AA, Cho G, Waste heat recovery of

a diesel engine using a thermoelectric generator

equipped with customized thermoelectric modules,

Energy Convers Manage, vol.124, pp. 280–286.

http://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.07.013.

. Kim TY, Lee S, Lee J. Fabrication of thermoelectric

modules and heat transfer analysis on internal plate

fin structures of a thermoelectric generator. Energy

Convers Manage, vol. 124 (2016), pp. 470–479.

http://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.07.040.

. Kim TY, Assmelash a. Nagash and Gyubaek Cho.

Waste heat recovery of a diesel engine using a

thermoelectric generator equipped with customized

thermoelectric modules. Energy Conversion and

Management 124 (2016), pp 280-286.

http://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.07.013.

. Cipollone R, Battista DD, Gualtieri A. A novel

engine cooling system with two circuits operating at

different temperatures, Energy Convers Manage, vol.

(2013), pp. 581–592.

http://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.07.010.

. Castiglione T, Bova S, Belli M. A model predictive

controller for the cooling system of internal

combustion engines, Energy Procedia, vol. 101

(2016), pp. 582 –589.

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.11.074.

. Chanfreau M, Gessier B, Farkh A, Geels PY. The

need for an electrical water valve in a Thermal

management intelligent system (THEMIS™), SAE

International, Vol. 112 (2003), pp. 243-252,

https://www.jstor.org/stable/44745394

. AVL-List GmbH (2009), BOOST v.2009 Users Guide

& Theory, Hans-List-Platz 1, A-8020 Graz, Austria.

. M. Hatami et al, Numerical study of finned type heat

exchangers for ICEs exhaust waste heat recovery,

case studies in Thermal engineering, vol. 4(2014) pp.

-64.

http://doi.org/10.1016/j.csite.2014.07.002.

. Jung D, Yong J, Choi H, Song H, Min K. Analysis of

engine temperature and energy flow in diesel engine

using engine thermal management, Journal of

Mechanical Science and Technology, vol. 27 (2013),

pp. :583–592.

http://doi.org/10.1007/s12206-012-1235-4.