Hibridinio automobilio bioetanoliu varomo kibirkštinio uždegimo variklio eksploatacijos energinių ir ekologinių rodiklių tyrimas
Disertacijos gynimo komisijos pirmininkas / Dissertation Defence Board Chairman | |
Lebedevas, Sergejus | Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member |
Slavinskas, Stasys | Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member |
Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member | |
Torok, Adam | Disertacijos gynimo komisijos narys / Dissertation Defense Board Member |
Recenzentas / Rewiewer | |
Recenzentas / Rewiewer |
Transporto sektoriaus priklausomybė nuo iškastinių degalų ir augantys aplinkosauginiai reikalavimai skatina ieškoti alternatyvų, tarp kurių vienas perspektyviausių sprendimų – Lietuvoje gaminami atsinaujinantys degalai. Disertacijoje tiriamas benzino ir bioetanolio mišinių (E0–E100) poveikis kibirkštinio uždegimo varikliui, naudojamam hibridiniame automobilyje, papildomai tiekiant nedidelį vandenilio ir deguonies (H₂/O₂) kiekį. Tyrimai atlikti dviem etapais: pirma, HR16DE variklis buvo išsamiai bandytas stendiniuose tyrimuose, keičiant mišinio sudėtį, oro ir degalų santykį (λ = 1,0–1,4), H₂/O₂ priedo kiekį ir uždegimo paskubos kampą; antra, 1NZ-FXE variklis dirbantis hibridiniame automobilyje, buvo vertintas pagal WLTC ciklą. Degimo eigai aprašyti pritaikyta šilumos išsiskyrimo analizė ir dirbtinis neuroninis tinklas. Gauti rezultatai rodo, kad padidinus bioetanolio dalį iki 70 %, specifinės CO ir CH emisijos sumažėjo atitinkamai 20 % ir 27 %, o NOₓ – 30 %. WLTC cikle lyginamoji CO₂ emisija sumažėjo 5 %, nors dėl mažesnio bioetanolio šilumingumo degalų sąnaudos padidėjo apie ketvirtadalį. Vidutinėmis apkrovomis variklio naudingumo koeficientas stende išaugo iki 2 %, o hibridinio automobilio režimu – iki 9 %. Darbo rezultatai pagrindžia bioetanolio naudojimo kibirkštinio uždegimo hibridiniuose varikliuose perspektyvą ir padeda kurti energetiškai efektyvesnes bei aplinkai draugiškesnes transporto technologijas.
The transport sectors dependence on fossil fuels and increasing environmental requirements encourage the search for alternatives, among which one of the most promising solutions is the use of renewable fuels produced in Lithuania. This dissertation investigates the effects of gasoline and bioethanol blends (E0–E100) on a spark-ignition engine used in a hybrid vehicle, with an additional supply of a small amount of hydrogen and oxygen (H₂/O₂). The research was carried out in two stages: first, the HR16DE engine was thoroughly tested on an engine test bench, varying the blend composition, air–fuel ratio (λ = 1.0–1.4), H₂/O₂ supplement and ignition advance angle; second, the 1NZ-FXE engine operating in a hybrid vehicle was evaluated under the WLTC cycle. To describe the combustion process, heat release analysis and an artificial neural network were applied. The obtained results show that increasing the bioethanol content up to 70% reduced specific CO and CH emissions by 20% and 27%, respectively, and NOₓ by 30%. In the WLTC cycle, the relative CO₂ emissions decreased by 5%, although fuel consumption increased by about a quarter due to the lower heating value of bioethanol. Under medium loads, engine efficiency increased by up to 2% in bench tests and up to 9% in hybrid vehicle operation. The findings support the potential of bioethanol use in spark-ignition hybrid engines and contribute to the development of more energy efficient and environmentally friendly transport technologies.