Promjene značajki rada i opterećenja motora s unutarnjim izgaranjem prilikom promjene pogonskog goriva s benzina na vodik

undergraduate thesis

• Title (english): The change in performance and in a load of internal combustion engine when fuel is changed from gasoline to hydrogen
• Author: Zana Pirraku
• Mentor: Momir Sjerić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2021-02-25, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering; General Mechanical Engineering (Construction)

Abstract

U svrhu smanjenja štetne emisije u ispuhu motora s unutarnjim izgaranjem, nameće se potreba za odabirom alternativnog goriva. Jedna od opcija je vodik, plinovito gorivo specifičnih kemijskih svojstava. U ovom završnom radu opisane su potrebne radnje kako bi se konvencionalni Ottov motor preradio na motor pogonjen vodikom.
Mala gustoća, niska temperatura vrelišta i tališta, te visoka temperatura samozapaljenja igrat će ulogu u konstrukcijskoj izvedbi takvog motora. Najvažnije geometrijske preinake biti će potreba za većim cilindrom za izgaranje, te za većim i bolje toplinski izoliranim spremnikom za gorivo. S obzirom na znana svojstva vodika objasnit će se konkretan primjer proizvedenog konvencionalnog automobila na vodik.
Za potrebe rada napravljena je simulacija jednostavnog Ottovog motora u programu AVL Boost, podešena na način da daje vrijednosti efektivne snage i momenta deklarirane od proizvođača. S obzirom na simulaciju benzinovog motora, napravljene su dvije konfiguracije vodikovog motora; sa i bez promjene geometrijskih parametara. Svaka od njih daje svojstvene značajke rada čiji su rezultati prikazani u dijagramima. Na temelju provedenih simulacijskih kalibracija napravljeni su usporedni topografski dijagrami pojedinih ključnih parametara (mehaničkih i toplinskih opterećenja, efektivnog stupnja djelovanja i koncentracije štetnih emisija).

Abstract (english)

To reduce harmful emissions in the exhaust of internal combustion engines, there is a need to choose an alternative fuel. One option is hydrogen, a gaseous fuel with specific chemical properties. This bachelor thesis describes the actions required to convert a conventional Otto engine to a hydrogen-powered engine.
Low density, low boiling point, and melting point, and high autoignition temperature will play a role in the design of such an engine. The most important geometric modifications will be the need for a larger combustion cylinder and a larger and better thermally insulated fuel tank. Given the known properties of hydrogen, a specific example of a conventional hydrogen-produced car will be explained.
For the need of this paper, a simulation of a simple Otto engine was made in the AVL Boost software, adjusted in a such way to give the maximum engine performance values declared by the manufacturer. Regarding the gasoline engine simulation, two configurations of the hydrogen engine were made; with and without changing geometric parameters. Each of them provides inherent features of the work and their results are shown in the diagrams. Based on the performed simulation calibrations, comparative topographic diagrams of individual key parameters (mechanical and thermal loads, effective efficiency, and concentration of harmful emissions) were made.

• Keywords: AVL Boost; Ottov motor; vodik; potrošnja goriva; štetne emisije
• Keywords (english): AVL Boost; Otto engine; hydrogen; fuel consumption; harmful emissions
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:690784
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2021-02-19 15:53:24