Koncept novog modularnog hibridnog motora...
Transcript of Koncept novog modularnog hibridnog motora...
![Page 1: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/1.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Europska unija Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda. Ulaganje u budućnost
Koncept novog modularnog hibridnog motora s
unutrašnjim izgaranjem
Autor: Antonio Mijić, bacc.ing.mech.
International Professional Conference ME4CataLOgue
4. – 5. prosinac 2014.
Slavonski Brod
![Page 2: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/2.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Počeci
• 2011. Ostvarena suradnja FESB-a i CAD
Automotive Engineering Munchen (BMW)
• Projekt AMICES
• Proučavanje , simulacija i modeliranje radnih
karakteristika novog hibridnog motora
• Uključeni studenti prediplomskog i diplomskog
studija strojarstva u projekt
![Page 3: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/3.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
AMICES
• Dvotaktni motor
• 3 cilindra - 500 cm3 zapremnina
• Konstantna vanjska kompresija na 50 bara
• Komprimiranje smjese zraka i goriva unutar
komore izgaranja
• Lasersko paljenje smjese
• Ekspanzija i rad ispušnih plinova na turbini
![Page 4: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/5.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Procesi unutar cilindra
![Page 6: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/6.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Performanse
![Page 7: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/7.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
2011/12.- Provjera AMICES-a
• Teorijske pretpostavke i izračuni AMICES-a
• Od studenata uključenih u projekt zahtijevalo se
dobro poznavanje principa rada motora s
unutrašnjim izgaranjem, ali i obuka za rad u
softverskom paketu Lotus Engine Simulation
• Prvi zadatak je bio kreirati što vjerodostojniji
model kako bi se mogle usporediti brojke
dobivene simulacijom na kompjuteru s
teorijskim izračunima
![Page 8: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/8.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
• Dobra teorijska podloga o MUI-em – izrada
potpuno novog modela
• Prilagodba zahtjevima tržišta i dokaz isplativosti
za daljnje ulaganje i razvoj
• Podrška od strane BMW-a
• Dizajn motora u softverskom paketu CATIA V5
![Page 9: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/24.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
2012/13. – Model AMICES
• Uspješno kreiran model – simulacija – potvrda
teorijskih pretpostavki – problemi
• Visoke temperature i tlakovi u cilindru –
upotreba nestandardnih materijala i legura
• Pulsacije unutar cilindra
• Jak ekspanzijski takt – uravnoteženje
• Laser tehnologija
• Dvostupanjski kompresor od 50 bara
![Page 25: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/25.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
• Prvi diplomski radovi s temom AMICES-a
• Uključivanje novih studenata - prenošenje
znanja sa starijih studenata na mlađe
• Upoznavanje s novim softverskim paketima i
rješavanje stvarnih problema vezanih uz MUI
• Neprocjenjivo iskustvo
• Završeni diplomanti nalaze posao u poduzećima
vezanim uz autoindustriju (AVL, BMW,
RIMAC,…)
![Page 26: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/26.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Radni proces AMICES-a
• Usporedba Otto motora sa Amices-om
• Određivanje mase smjese i protoka ispušnih plinova
• Rad turbine i potreban rad nesinkroniziranog krilnog
kompresora
• Snaga turbine i kompresora, maseni protoci i
specifična potrošnja
• Problem hlađenja komprimiranog zraka
• Strujanje i vrijeme trajanja ubrizgavanja
• Usporedba snage i efikasnosti
![Page 27: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/27.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
2013/14.
• Dokaz isplativosti AMICES-a – usporedba s najprodavanijim hibridima
• Moguća promjena konstrukcije – Doppelwelle – ispitivanje
• Daljnje ispitivanje modela u softverskom paketu Ricardo – realniji i točniji prikaz karakteristika motora
• Ideja o korištenju više kompresijskim tankova s manjim tlakom – stabilniji rad motora i manje vibracije
• Pojava novih materijala u autoindustriji – karbon
• Projekt AMICES izlazi u javnost – 4.MTSM simpozij – velik interes
![Page 28: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/28.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Mogući konstrukcijski koncepti
• Klasičan sistem
• Neander sistem
• Doppelwelle sistem - Mechanical
Engineering at Vienna University of
Technology
![Page 29: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/29.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Doppelwelle sistem
• Pozitivni i negativni sistem
• Rješava probleme trenja I bočnih oscilacija
motora kroz izbjegavanje snažne normalne
sile između klipa I stijenke cilindra
• Kod trocilindričnog motora , dva cilindra se
trajno preklapaju u radnom taktu
• Usporedba Doppelwelle-a s klasičnim
sistemom
![Page 30: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/30.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Klasični sistem vs. Doppelwelle
![Page 31: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/32.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Karbonski klipovi
• Manja gustoća i manji koeficjent toplinskog
širenja
• Izrazita postojanost i otpornost na visokim
temperaturama
• Vlačna čvrstoća mu raste povišenjem
temperature
![Page 33: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/33.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Prednosti
• Manja masa klipova i do 30 %
• Bolje performanse motora (manje vibracija, potrošnja goriva manja i do 5 %)
• Toplinska i mehanička postojanost pri velikim temperaturama
• Stabilnost
• Vrlo malo toplinsko širenje klipa
• Manje emisije štetnih plinova i to 20 % HC, 30 % CO, 3 % NOx
• Smanjenje potrošnje ulja za podmazivanje i to za 56 %. Rad motora je čak moguć i u uvjetima kada nestane ulja
• Konstantna tvrdoća od 90-120 HRB pri svim temperaturama
• Otpornost na oksidaciju, sve do 600 °C
• Izvrsna tribološka svojstva
• Jednaka raspodjela topline unutar cilindra
• Ne trebamo komplicirani sustav hlađenja
![Page 34: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/34.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Budući zadaci – 2015.
• Bolje istraživanje Doppelwelle sistema
• Uključivanje novih studenata u rad
• Moguće smanjenje snage motora, više kompresijskih tankova – bolja stabilnost sustava
• CFD analiza ubrizgavanja zraka unutar cilindra
• Ostvarivanje suradnje s AVL-om
• Daljnje ispitivanje modela u softverskom paketu Ricardo Vectis
• Posjet i prezentacija u BMW Munchen
![Page 35: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/35.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Prednosti AMICES projekta !!!
• Ostvaren kontakt sa inženjerima iz BMW-a Munchen, zadobiveno njihovo povjerenje za nastavak suradnje na ovom i budućim projektima
• 3 generacije studenata obrađuju temu AMICES-a u svojim završnim i diplomskim radovima
• Mogućnost stručne prakse i daljnjeg usavršavanja u BWM Munchen
• Usporedba znanja , kvalitete i sposobnosti studenata s FESB-a sa studentima iz drugih država EU (Mechanical Engineering at Vienna University of Technology )
• Uključivanje studenata u projekte gdje mogu primjeniti stečeno teorijsko znanje
• Rad u softverskim paketima CATIA V5, Lotus Engine Simulation, Ricardo , SOLIDWORKS i sl.
• Izvrsna referenca za buduće projekte ili zaposlenje u velikim tvrtkama u području autoindustrije
![Page 36: Koncept novog modularnog hibridnog motora sme4catalogue.sfsb.hr/_Data/Dokumenti/Konferencija/Prezentacije/10… · •Dvotaktni motor •3 cilindra - 500 cm3 zapremnina •Konstantna](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081408/60606f15a832ea520e68caa7/html5/thumbnails/36.jpg)
Europska unija
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.
Ulaganje u budućnost
Hvala na pozornosti !