In today’s fast growing and closely connected society, a reliable and energy efficient transportation system is more than ever desirable. Nowadays the significant part of the transportation sector’s energy demand is supplied by fossil fuels. Improving energy efficiency in combustion engines will result in reduction of fuel consumption and CO2 emissions. A modern internal combustion engine has an efficiency of 30-45 %, where the most energy loss occurs as result of heat losses in the exhaust and cooling systems. By recovering and converting the thermal energy of a combustion engine to mechanical/electric power the efficiency of the combustion engine can be increased. In this work the performance of a truck engine has been investigated with the aim to increase its efficiency by decreasing the heat losses with a Waste Heat Recovery (WHR) system. Intercooler, coolant system, EGR and exhaust systems have been studied for their heat loss potentials. A model of an ideal Rankine process has been implemented in MATLAB with water as the working fluid. Experimental data sets from a Scania DC1306 and a Volvo D11 engines have served as inputs to the developed MATLAB model. The study shows that an efficiency gain of approximately 2 % can be achieved with a WHR-system where EGR cooler serves as a heat source and 2.5 % with the exhaust as heat source. The combination of both systems can provide an efficiency gain between 4-5 %. / I dagens snabbt växande och energikrävande samhälle är behovet av tillförlitliga och energieffektiva transporterstörre än någonsin önskvärt. En stor del av transportsektorn drivs idag av förbränningsmotorer där energibehovet tillgodoses av fossila bränslen. En energieffektivisering av förbränningsmotorer resultera i minskad bränsleförbrukning och CO2-utsläpp. Hos en modern förbränningsmotor kan en verkningsgrad på 30-45 % normalt uppnås. Den största energiförlusten utgörs av värmeförluster i avgas och kylsystem. Genom att omvandla förbränningsmotorns termiska förluster till mekanisk eller elektriskt arbete kan verkningsgraden höjas. I detta arbete undersöks prestandan hos lastbilsmotorn i syfte att höja dess verkningsgrad genom att ta tillvarata värmeförlusterna. Som lösning introduceras ett externt Waste Heat Recovery (WHR) system där Intercooler, kylsystemet, EGR-och avgassystem tillåts agera som potentiella värmekällor. Systemet beskrivas genom modellering av en ideal Rankineprocess vilket implementerats i MATLAB med vatten som arbetsmedium. Experimentella data från en Scania DC1306 och en Volvo D11 motor har nyttjats som indata till den utvecklade MATLAB-modellen. Studien visar att en effektivitetsvinst på cirka 2 % kan uppnås med ett WHR-system där EGR-kylaren tjänar som värmekälla och 2,5 % med avgaserna som värmekälla. Kombinationen av båda systemen kan åstakomma en effektivitetsvinst mellan 4-5 %.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-153935 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Nilsson, Niklas |
| Publisher | KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0016 seconds