Optimal Control (OC) is essentially a mathematical extremal problem. The procedure consists on the definition of a criterion to minimize (or maximize), some constraints that must be fulfilled and boundary conditions or disturbances affecting to the system behavior. The OC theory supplies methods to derive a control trajectory that minimizes (or maximizes) that criterion. This dissertation addresses the application of OC to automotive control problems at the powertrain level, with emphasis on the internal combustion engine. The necessary tools are an optimization method and a mathematical representation of the powertrain. Thus, the OC theory is reviewed with a quantitative analysis of the advantages and drawbacks of the three optimization methods available in literature: dynamic programming, Pontryagin minimum principle and direct methods. Implementation algorithms for these three methods are developed and described in detail. In addition to that, an experimentally validated dynamic powertrain model is developed, comprising longitudinal vehicle dynamics, electrical motor and battery models, and a mean value engine model. OC can be utilized for three different purposes: 1. Applied control, when all boundaries can be accurately defined. The engine control is addressed with this approach assuming that a the driving cycle is known in advance, translating into a large mathematical problem. Two specific cases are studied: the management of a dual-loop EGR system, and the full control of engine actuators, namely fueling rate, SOI, EGR and VGT settings. 2. Derivation of near-optimal control rules, to be used if some disturbances are unknown. In this context, cycle-specific engine calibrations calculation, and a stochastic feedback control for power-split management in hybrid vehicles are analyzed. 3. Use of OC trajectories as a benchmark or base line to improve the system design and efficiency with an objective criterion. OC is used to optimize the heat release law of a diesel engine and to size a hybrid powertrain with a further cost analysis. OC strategies have been applied experimentally in the works related to the internal combustion engine, showing significant improvements but non-negligible difficulties, which are analyzed and discussed. The methods developed in this dissertation are general and can be extended to other criteria if appropriate models are available. / El Control Óptimo (CO) es esencialmente un problema matemático de búsqueda de extremos, consistente en la definición de un criterio a minimizar (o maximizar), restricciones que deben satisfacerse y condiciones de contorno que afectan al sistema. La teoría de CO ofrece métodos para derivar una trayectoria de control que minimiza (o maximiza) ese criterio. Esta Tesis trata la aplicación del CO en automoción, y especialmente en el motor de combustión interna. Las herramientas necesarias son un método de optimización y una representación matemática de la planta motriz. Para ello, se realiza un análisis cuantitativo de las ventajas e inconvenientes de los tres métodos de optimización existentes en la literatura: programación dinámica, principio mínimo de Pontryagin y métodos directos. Se desarrollan y describen los algoritmos para implementar estos métodos así como un modelo de planta motriz, validado experimentalmente, que incluye la dinámica longitudinal del vehículo, modelos para el motor eléctrico y las baterías, y un modelo de motor de combustión de valores medios. El CO puede utilizarse para tres objetivos distintos: 1. Control aplicado, en caso de que las condiciones de contorno estén definidas. Puede aplicarse al control del motor de combustión para un ciclo de conducción dado, traduciéndose en un problema matemático de grandes dimensiones. Se estudian dos casos particulares: la gestión de un sistema de EGR de doble lazo, y el control completo del motor, en particular de las consignas de inyección, SOI, EGR y VGT. 2. Obtención de reglas de control cuasi-óptimas, aplicables en casos en los que no todas las perturbaciones se conocen. A este respecto, se analizan el cálculo de calibraciones de motor específicas para un ciclo, y la gestión energética de un vehículo híbrido mediante un control estocástico en bucle cerrado. 3. Empleo de trayectorias de CO como comparativa o referencia para tareas de diseño y mejora, ofreciendo un criterio objetivo. La ley de combustión así como el dimensionado de una planta motriz híbrida se optimizan mediante el uso de CO. Las estrategias de CO han sido aplicadas experimentalmente en los trabajos referentes al motor de combustión, poniendo de manifiesto sus ventajas sustanciales, pero también analizando dificultades y líneas de actuación para superarlas. Los métodos desarrollados en esta Tesis Doctoral son generales y aplicables a otros criterios si se dispone de los modelos adecuados. / El Control Òptim (CO) és essencialment un problema matemàtic de cerca d'extrems, que consisteix en la definició d'un criteri a minimitzar (o maximitzar), restriccions que es deuen satisfer i condicions de contorn que afecten el sistema. La teoria de CO ofereix mètodes per a derivar una trajectòria de control que minimitza (o maximitza) aquest criteri. Aquesta Tesi tracta l'aplicació del CO en automoció i especialment al motor de combustió interna. Les ferramentes necessàries són un mètode d'optimització i una representació matemàtica de la planta motriu. Per a això, es realitza una anàlisi quantitatiu dels avantatges i inconvenients dels tres mètodes d'optimització existents a la literatura: programació dinàmica, principi mínim de Pontryagin i mètodes directes. Es desenvolupen i descriuen els algoritmes per a implementar aquests mètodes així com un model de planta motriu, validat experimentalment, que inclou la dinàmica longitudinal del vehicle, models per al motor elèctric i les bateries, i un model de motor de combustió de valors mitjans. El CO es pot utilitzar per a tres objectius diferents: 1. Control aplicat, en cas que les condicions de contorn estiguen definides. Es pot aplicar al control del motor de combustió per a un cicle de conducció particular, traduint-se en un problema matemàtic de grans dimensions. S'estudien dos casos particulars: la gestió d'un sistema d'EGR de doble llaç, i el control complet del motor, particularment de les consignes d'injecció, SOI, EGR i VGT. 2. Obtenció de regles de control quasi-òptimes, aplicables als casos on no totes les pertorbacions són conegudes. A aquest respecte, s'analitzen el càlcul de calibratges específics de motor per a un cicle, i la gestió energètica d'un vehicle híbrid mitjançant un control estocàstic en bucle tancat. 3. Utilització de trajectòries de CO com comparativa o referència per a tasques de disseny i millora, oferint un criteri objectiu. La llei de combustió així com el dimensionament d'una planta motriu híbrida s'optimitzen mitjançant l'ús de CO. Les estratègies de CO han sigut aplicades experimentalment als treballs referents al motor de combustió, manifestant els seus substancials avantatges, però també analitzant dificultats i línies d'actuació per superar-les. Els mètodes desenvolupats a aquesta Tesi Doctoral són generals i aplicables a uns altres criteris si es disposen dels models adequats. / Reig Bernad, A. (2017). Optimal Control for Automotive Powertrain Applications [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90624 / TESIS

El trabajo presentado en esta Tesis está motivado por la necesidad de los motores de combustión interna alternativos de reducir el consumo de combustible y las emisiones de CO2 mientras se satisfacen las cada vez más restrictivas regulaciones de emisiones contaminantes. Por lo tanto, el objetivo principal de este estudio es optimizar un sistema de combustión de encendido por compresión controlado por mezcla para probar su potencial como motores de futura generación. Con esta meta se ha desarrollado un sistema automático que combina CFD con métodos de optimización avanzados para analizar y entender las configuraciones óptimas. Los resultados presentados en este trabajo se dividen en dos bloques principales. El primero corresponde a la optimización de un sistema de encendido por compresión convencional alimentado con diésel. El segundo se centra en un concepto de combustión avanzado donde se ha sustituido el fuel por Dimetil-eter. En ambos casos, el estudio no sólo halla una configuración óptima sino que también se describen las relaciones causa/efecto entre los parámetros más relevantes del sistema de combustión. El primer bloque aplica métodos de optimización no-evolutivos a un motor medium-duty alimentado por diésel tratando de minimizar consumo a la vez que se mantienen las emisiones contaminantes por debajo de los estándares de emisiones contaminantes impuestos. Una primera parte se centra en la optimización de la geometría de la cámara de combustión y el inyector. Seguidamente se extiende el estudio añadiendo los settings de renovación de la carga de y de inyección al estudio, ampliando el potencial de la optimización. El estudio demuestra el limitado potencial de mejora de consumo que tiene el motor de referencia al mantener los niveles de emisiones contaminantes. Esto demuestra la importancia de incluir parámetros de renovación de la carga e inyección al proceso de optimización. El segundo bloque aplica una metodología basada en algoritmos genéticos al diseño del sistema de combustión de un motor heavy-duty alimentado con Dimetileter. El estudio tiene dos objetivos, primero la optimización de un sistema de combustión convencional controlado por mezcla con el objetivo de lograr mejorar el consumo y reducir las emisiones contaminantes hasta niveles inferiores a los estándares US2010. Segundo la optimización de un sistema de combustión trabajando en condiciones estequiométricas acoplado con un catalizador de tres vías buscando reducir consumo y controlar las emisiones contaminantes por debajo de los estándares 2030. Ambas optimizaciones incluyen tanto la geometría como los parámetros más relevantes de renovación de la carga y de inyección. Los resultados presentan un sistema de combustión convencional óptimo con una notable mejora en rendimiento y un sistema de combustión estequiométrica que es capaz de ofrecer niveles de NOx menores al 1% de los niveles de referencia manteniendo niveles competitivos de rendimiento. Los resultados presentados en esta Tesis ofrecen una visión extendida de las ventajas y limitaciones de los motores MCCI y el camino a seguir para reducir las emisiones de futuros sistemas de combustión por debajo de los estándares establecidos. A su vez, este trabajo también demuestra el gran potencial que tiene el Dimetil-eter como combustible para futuras generaciones de motores. / The work presented in this Thesis was motivated by the needs of internal combustion engines (ICE) to decrease fuel consumption and CO2 emissions, while fulfilling the increasingly stringent pollutant emission regulations. Then, the main objective of this study is to optimize a mixing-controlled compression ignition (MCCI) combustion system to show its potential for future generation engines. For this purpose an automatic system based on CFD coupled with different optimization methods capable of optimizing a complete combustion system with a reasonable time cost was designed together with the methodology to analyze and understand the new optimum systems. The results presented in this work can be divided in two main blocks, firstly an optimization of a conventional diesel combustion system and then an optimization of a MCCI system using an alternative fuel with improved characteristics compared to diesel. Due to the methodologies used in this Thesis, not only the optimum combustion system configurations are described, but also the cause/effect relations between the most relevant inputs and outputs are identified and analyzed. The first optimization block applies non-evolutionary optimization methods in two sequential studies to optimize a medium-duty engine, minimizing the fuel consumption while fulfilling the emission limits in terms of NOx and soot. The first study targeted four optimization parameters related to the engine hardware including piston bowl geometry, injector nozzle configuration and mean swirl number. After the analysis of the results, the second study extended to six parameters, limiting the optimization of the engine hardware to the bowl geometry, but including the key air management and injection settings. The results confirmed the limited benefits, in terms of fuel consumption, with constant NOx emission achieved when optimizing the engine hardware, while keeping air management and injection settings. Thus, including air management and injection settings in the optimization is mandatory to significantly decrease the fuel consumption while keeping the emission limits. The second optimization block applies a genetic algorithm optimization methodology to the design of the combustion system of a heavy-duty Diesel engine fueled with dimethyl ether (DME). The study has two objectives, the optimization of a conventional mixing-controlled combustion system aiming to achieve US2010 targets and the optimization of a stoichiometric mixing-controlled combustion system coupled with a three way catalyst to further control NOx emissions and achieve US2030 emission standards. These optimizations include the key combustion system related hardware, bowl geometry and injection nozzle design as input factors, together with the most relevant air management and injection settings. The target of the optimizations is to improve net indicated efficiency while keeping NOx emissions, peak pressure and pressure rise rate under their corresponding target levels. Compared to the baseline engine fueled with DME, the results of the study provide an optimum conventional combustion system with a noticeable NIE improvement and an optimum stoichiometric combustion system that offers a limited NIE improvement keeping tailpipe NOx values below 1% of the original levels. The results presented in this Thesis provide an extended view of the advantages and limitations of MCCI engines and the optimization path required to achieve future emission standards with these engines. Additionally, this work showed how DME is a promising fuel for future generation engines since it is able to achieve future emission standards while maintaining diesel-like efficiency / El treball presentat en esta Tesi està motivat per la necessitat dels motors de combustió interna alternatius de reduir el consum de combustible i les emissions de CO2 mentres se satisfan les cada vegada mes restrictives regulacions d'emissions contaminants. Per tant, l'objectiu principal d'este estudi es optimitzar un sistema de combustió d'encesa per compressió controlat per mescla per a provar el seu potencial com a motors de futura generació. Amb esta meta s'ha desenrotllat un sistema automàtic que combina CFD amb mètodes d'optimització avançats per a analitzar i entendre les configuracions òptimes. Els resultats presentats en este treball es dividixen en dos blocs principals. El primer correspon a l'optimització d'un sistema d'encesa per compressió convencional alimentat amb dièsel. El segon se centra en un concepte de combustió avançat on s'ha substituït el fuel per Dimetil-eter. En ambdós casos, l'estudi no sols troba una configuració òptima sinó que també es descriuen les relacions causa/efecte entre els paràmetres més rellevants del sistema de combustió. El primer bloc aplica mètodes d'optimització no-evolutius a un motor mediumduty alimentat per dièsel tractant de minimitzar consum al mateix temps que es mantenen les emissions contaminants per davall dels estàndards d'emissions contaminants impostos. Una primera part se centra en l'optimització de la geometria de la cambra de combustió i l'injector. A continuació s'estén l'estudi afegint els settings de renovació de la càrrega de i d'injecció a l'estudi, ampliant el potencial de l'optimització. L'estudi demostra el limitat potencial de millora de consum que té el motor de referència al mantindre els nivells d'emissions contaminants. Açò demostra la importància d'incloure paràmetres de renovació de la càrrega i injecció al procés d'optimització. El segon bloc aplica una metodologia basada en algoritmes genètics al disseny del sistema de combustió d'un motor heavy-duty alimentat amb Dimetil-eter. L'estudi té dos objectius, primer l'optimització d'un sistema de combustió convencional controlat per mescla amb l'objectiu d'aconseguir millorar el consum i reduir les emissions contaminants fins nivells inferiors als estàndards US2010. Segon l'optimització d'un sistema de combustió treballant en condicions estequiomètriques acoblat amb un catalitzador de tres vies buscant reduir consum i controlar les emissions contaminants per davall dels estàndards 2030. Ambdós optimitzacions inclouen tant la geometria com els paràmetres més rellevants de renovació de la càrrega i d'injecció. Els resultats presenten un sistema de combustió convencional òptim amb una notable millora en rendiment i un sistema de combustió estequiomètrica que és capaç d'oferir nivells de NOx menors al 1% dels nivells de referència mantenint nivells competitius de rendiment. Els resultats presentats en esta Tesi oferixen una visió estesa dels avantatges i limitacions dels motors MCCI i el camï que s'ha de seguir per a reduir les emissions de futurs sistemes de combustió per davall dels estàndards establits. Al seu torn, este treball també demostra el gran potencial que té el Dimetil-eter com a combustible per a futures generacions de motors. / Hernández López, A. (2018). Optimization and analysis by CFD of mixing-controlled combustion concepts in compression ignition engines [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/103826 / TESIS

The master’s thesis deals with modelling of various architectures of hybrid powertrains for three vehicle sizes in GT-SUITE and compares them in daily commuting operating mode. On top of making of the hybrid vehicle simulation models, control algorithms had to be created to manage the energy split between the internal combustion engine and the electric motor for each of the architectures. Routes to work and back were logged using the GPS and postprocessed to obtain the speed and the road grade profiles. Resulting data was used as an input in simulations of daily commuting. To compare all hybrid powertrain architectures, fuel economy and electricity consumption were evaluated for WLTP and daily commuting operating modes. Finally, the environmental impact of each topology was assessed based on an estimation of corresponding well-to-wheel emissions.

Determining the characteristics of piston engines with a propeller is a complex task. Accurate calculations are based on engine and propeller characteristics from the manufacturers, which are, however, quite demanding. It is also possible to use simplified models that can predict the achievable values of propeller efficiency and fuel consumption. They are based on a simple propeller efficiency and maximum power. However, these models are often very inaccurate, which is a significant disadvantage. Therefore, it is possible to use the universal characteristics of propeller propulsion units, which offers a more accurate calculation of power and fuel consumption using a relatively simple model. The diploma thesis deals with a summary description of all characteristics of reciprocating internal combustion engines and propellers. A mathematical model was created here, which works according to a certain algorithm based on the joint work of the engine and the propeller. This model can predict the required power and fuel consumption in different flight modes much more accurately. The results were applied to the performance of ultralight aircraft, especially to the range, which was significantly increased.

The work deals with the analysis of various possibilities of increasing the efficiency of a small internal combustion engine potentially usable for use in the field of autonomous devices of smaller dimensions. It contains an outline of the problems of modern smaller autonomous means and an analysis of available drives designed for them, especially an analysis of propulsion by internal combustion engines. In his next part of the work he provides information about the created mathematical model of the demonstration internal combustion engine in the GT-Power program and an analysis of places where and in what ways its efficiency can be increased. The design of two such components together with the evaluation of the achieved results offers the conclusion of this work.

This diploma thesis is concerned about installation of AR64304 engine into Alfa Romeo 75. The main goal of this thesis is a design of exhaust system for AR64304 engine installed in the engine bay of the vehicle. The design of the exhaust system was done with a respect to the noise and emission requirements, as well as with a respect to the performance of the engine. Lotus Engine Simulation software was used for the simulation of the engine with proposed exhaust system. Input data for the simulation were obtained from measurements of the cylinder head on a flow bench and precise measurement of camshaft profile. The essential contribution of this work is a set of construction parameters of the exhaust system. This thesis also contains technical specifications of AR64304 engine and the installation process.

No description available.

Heavy-duty trucks are important links in the logistic chains of transport. Critical components in trucks include fuel injectors in which inaccuracies can lead to severe financial damage and higher emissions. Intelligent and efficient ways to detect such scenarios are thus of high importance. This thesis applies machine learning algorithms to measured or estimated engine data, focused on gas exchange signals, to detect inaccuracies in fueling quantities. The fueling inaccuracies considered were of low deviations from the nominal curve, with magnitudes not covered by the currently used fueling diagnostics. The data used for the models was generated from Scania test cell engines where different setups of injectors were deliberately set to over- or underfuel.  Seven different machine learning models were used on the data and evaluated on how well they could detect deviations from nominal fueling. The tests were mainly done with a pure data-driven approach but also improved through different data selection techniques and using domain knowledge. An investigation to connect the findings within the thesis to real customer data was initiated in order to make the results useful for e.g. predictive maintenance. The complications connected to why this was not ultimately achieved were discussed.

[EN] Current challenges in research and development of powertrains demand new computational tools capable of simulating vehicle operation under very diverse conditions. This is due, among other reasons, to new homologation standards in the automotive sector requiring compliance of exhaust emissions regulations under any possible driving condition on the road. Global engine or vehicle models provide many advantages to engineers because they allow to reproduce the entire system under study, considering the physical processes that take place in different components and the interactions among them. This thesis aims to enable the modeling of heat transfer processes in a complete engine simulation tool developed at CMT-Motores Térmicos research institute. This 0D/1D simulation tool is called Virtual Engine Model (VEMOD). The development of heat transfer models comprises the engine block and the ancillary systems. The model of heat transfer in the engine block deals with the central problem of in-cylinder convection by means of a combination of experimental research, CFD simulation and multizone 0D modeling. The other thermal processes present in the engine block are examined in order to implement suitable submodels. Once the model is complete, it undergoes a validation with experimental transient tests. Afterwards, the ancillary systems for engine thermal management are brought into focus. These systems are considered by means of two new models: a model of heat exchangers and a model of thermo-hydraulic circuits. The development of those models is reported in detail. Lastly, with the referred thermal models integrated in the global simulation tool, a validation study is undertaken. The goal is to validate the ability of the Virtual Engine Model to capture the thermal response of a real engine under various operating conditions. To achieve that, an experimental campaign combining tests under steady-state operation, under transient operation and at different temperatures is conducted in parallel to the corresponding simulation campaign. The capacity of the global engine simulations to replicate the measured thermal evolution is finally demonstrated. / [ES] Los retos actuales en la investigación y desarrollo de trenes de potencia demandan nuevas herramientas computacionales capaces de simular el funcionamento de un vehículo en condiciones muy diversas. Esto se debe, entre otras razones, a que los nuevos estándares de homologación en el sector de la automoción obligan al cumplimiento de las regulaciones de emisiones en cualquier condición posible de conducción en carretera. Los modelos globales de motor o de vehículo proporcionan muchas ventajas a los ingenieros porque permiten reproducir el sistema entero a estudiar, considerando los procesos físicos que tienen lugar en los distintos componentes y las interacciones entre ellos. Esta tesis pretende hacer posible el modelado de los procesos de transmisión de calor en una completa herramienta de simulación de motor desarrollada en el instituto de investigación CMT-Motores Térmicos. Esta herramienta de simulación 0D/1D se denomina Motor Virtual o Virtual Engine Model (VEMOD). El desarrollo de modelos de transmisión de calor comprende el bloque motor y los sistemas auxiliares. El modelo de transmisión de calor en el bloque motor aborda el problema central de la convección en el interior del cilindro mediante una combinación de investigación experimental, simulación CFD y modelado 0D multizona. El resto de procesos térmicos presentes en el bloque motor son examinados para poder implementar submodelos adecuados. Una vez el modelo está terminado, se realiza una validación con ensayos experimentales en régimen transitorio. A continuación, el foco de atención pasa a los sistemas auxiliares de gestión térmica. Estos sistemas se toman en consideración por medio de dos nuevos modelos: un modelo de intercambiadores de calor y un modelo de circuitos termohidráulicos. El desarrollo de los modelos se explica en detalle en esta tesis. Por último, con los citados modelos integrados en el Motor Virtual, se lleva a cabo un estudio de validación. El objectivo es validar la capacidad del Motor Virtual para reproducir la respuesta térmica de un motor real en varias condiciones de funcionamento. Para conseguirlo, se realiza una campaña experimental que combina ensayos en régimen estacionario, en régimen transitorio y a diferentes temperaturas, en paralelo a la campaña de simulación correspondiente. La capacidad de las simulaciones globales de motor para replicar la evolución térmica medida experimentalmente queda finalmente demostrada. / [CA] Els reptes actuals en la recerca i el desenvolupament de trens de potència demanden noves eines computacionals capaces de simular el funcionament d'un vehicle en condicions molt diverses. Açò es deu, entre altres raons, a que els nous estàndards d'homologació al sector de l'automoció obliguen al compliment de les regulacions d'emissions en qualsevol condició possible de conducció en carretera. Els models globals de motor o de vehicle proporcionen molts avantatges als enginyers perquè permeten reproduir el sistema sencer a estudiar, considerant els processos físics que tenen lloc als distints components i les interaccions entre ells. Aquesta tesi pretén fer possible el modelat dels processos de transmissió de calor en una completa eina de simulació de motor desenvolupada a l'institut de recerca CMT-Motores Térmicos. Aquesta eina de simulació 0D/1D s'anomena Motor Virtual o Virtual Engine Model (VEMOD). El desenvolupament de models de transmissió de calor comprén el bloc motor i els sistemes auxiliars. El model de transmissió de calor al bloc motor aborda el problema central de la convecció a l'interior del cilindre mitjançant una combinació de recerca experimental, simulació CFD i modelat 0D multizona. La resta de processos tèrmics presents al bloc motor són examinats per a poder implementar submodels adequats. Una vegada el model està acabat, es fa una validació amb assajos experimentals en règim transitori. A continuació, el focus d'atenció passa als sistemes auxiliars de gestió tèrmica. Aquests sistemes es prenen en consideració per mitjà de dos nous models: un model d'intercanviadors de calor i un model de circuits termohidràulics. El desenvolupament dels models s'explica en detall en aquesta tesi. Per últim, amb els referits models integrats al Motor Virtual, es porta a terme un estudi de validació. L'objectiu és validar la capacitat del Motor Virtual per a reproduir la resposta tèrmica d'un motor real en diverses condicions de funcionament. Per a assolir-ho, es realitza una campanya experimental que combina assajos en règim estacionari, en règim transitori i a diferents temperatures, en paral·lel a la campanya de simulació corresponent. La capacitat de les simulacions globals de motor per a replicar l'evolució tèrmica observada experimentalment queda finalment demostrada. / European funds received in the framework of Horizon 2020’s DiePeR project have contributed to the validation and improvement of the Virtual Engine Model. My own dedication has been funded by Universitat Politècnica de València through the predoctoral contract FPI-S2-2016-1357 of “Programa de Apoyo para la Investigaci´on y Desarrollo (PAID-01-16)”. / Salvador Iborra, J. (2020). A contribution to the global modeling of heat transfer processes in Diesel engines [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149575 / TESIS

Controlling the temperature of the exhaust valves is paramount for proper functioning of engines and for the long lifespan of valve train components. The majority of the heat outflow from the valve takes place along the valve-seat-cylinder head-coolant thermal path which is significantly influenced by the thermal contact resistance (TCR) present at the valve/seat and seat/head interfaces. A test rig facility and experimental procedure were successfully developed to assess the effect of the valve/seat and seat/head interfaces on heat outflow from the valve, in particular the effects of the valve/seat interface geometry, seat insert assembly method, i.e. press or shrink fit, and seat insert metallic coating on the operating temperature of the valve. The results of tests have shown that the degree of the valve-seat geometric conformity is more significant than the thermal conductivity of the insert: for low conforming assemblies, the mean valve head temperature recorded during tests on copper-infiltrated insert seats was higher than that recorded during tests on noninfiltrated seats of higher conformance. The effect of the insert-cylinder head assembly method, i.e. shrink-fitted versus press-fitted inserts, has proved negligible: results have shown insignificant valve head temperature variations, for both tin-coated and uncoated inserts. On the other hand, coating the seat inserts with a layer of tin (20-22¿m) reduced the mean valve head temperature by approximately 15°C as measured during tests on uncoated seats. The analysis of the valve/seat and seat/head interfaces has indicated that the surface asperities of the softer metal in contact would undergo plastic deformation. Suitable thermal contact conductance (TCC) models, available in the public domain, were used to evaluate the conductance for the valve/seat and seat/cylinder head interfaces. Finally, a FE thermal model of the test rig has been developed with a view to assess the quality of the calculated TCC values for the valve/seat and seat/head interfaces. The results of the thermal analysis have shown that predicted temperatures at chosen control points agree with those measured during tests on thermometric seats with an acceptable level of accuracy, proving the effectiveness of the used TCC models.