Soluții de recupere a energiei la motoarele cu ardere internă

Extras din referat Cum descarc?

1.INTRODUCERE
Tinand cont de faptul ca aproximativ 2/3 din energia detinuta de combustibilul ars in cilindrii MAI-ului este pierduta prin gazele de evacuare si prin sistemul de racire, constructorii de autovehicule se concentreaza pe dezvoltarea unor solutii de recuperare a acestei energii pierdute. Aceste solutii vizeaza atat recuperarea energiei termice a gazelor de evacuare si a lichiului de racire ale MAI-ului, cat si recuperarea energiei cinetice a gazelor de evacure.
Una dintre solutii consta in izolarea termica a MAI-ului fata de mediul exterior, astfel energia termica generata de motor in timpul functionarii este conservata, ceea ce duce la o functionare a motorului la o temperatura constanta. In acest fel se doreste diminuarea timpului in care MAI-ul functioneaza la rece. Un astfel de sistem este aplicat de cei de la BMW, acesta este capabil sa pastreze o temperatura a motorului de 40 o c, timp de 12 ore de la oprirea acestuia. Este cunoscut faptul ca fiecare grad Celsius pe care il are MAI-ul peste temperatura ambientala reduce consumul de combustibil cu 0,2 %. Astfel, se poate afirma ca 10 oc peste temperatura ambientala va aduce o reducere cu 2 % a consumului de combustibil.
O alta solutie de recuperare este aceea de a utiliza un generator termo-electric. Acest generator se monteaza pe sistemul de evacuare al gazelor arse (langa catalizator). Materialele termo-electrice genereaza curent electric atunci cand exista o diferenta de temperatura, astfel generatorul termo-electric furnizeaza curent electric intr-o cantitate care este proportionala cu diferenta de temperatura dintre gazele de evacuare si mediul exterior. Generatorul electric preia caldura de la gazele de evacuare prin intermediul unor semiconductoare. De exemplu, cei de la General Motors utilizeaza ca material termo-electric un minereu compus din arseniu, cobalt si nichel. Un generator termo-electric montat pe un autovehicul modern, este capabil sa furnizeze in mod continuu un curent care sa acopere 50 % din necesarul consumatorilor electrici (aproximativ 250 W).
O alta solutie de recuperare a energiei din gazele de evacuare este aceea care utilizeaza energia termica a acestora. Acest sistem este denumit de cei de la BMW, Turbosteamer. Acesta transforma energia termica a gazelor arse in energie mecanica, conform principiului Rankine. Sistemul de recuperare este compus din doua circuite cu lichid, unul de temperatura inalta si unul de temperatura scazuta (Figurii 1). Circuitul
de inalta temperatura utilizeaza energia din gazele de evacuare prin intermediul unor schimbatoare de caldura. Lichidul este transformat in aburi care se destind in motorul cu aburi (turbina), astfel producandu-se energie mecanica. De asemenea caldura din circuitul de racire a motorului este transformata si ea partial in lucru mecanic, de circuitul de joasa temperatura, utilizand acelasi principiu. Cele doua motoare cu aburi transfera arborelui cotit puterea prin intermediul unei transmisii prin curele. Un astfel de sistem aplicat pe un motor de 1800 cmc, cu 4 cilindri, a redus consumul de combustibil cu pana la 15 %. Puterea generata de sistem se situeaza la valoarea de 10 kW, iar randamentul global a crescut cu pana la 15 %. Cu aceasta tehnologie s-a reusit sa se recupereze aproximativ 80 % din energia gazelor de evacuare (energia termica a gazelor de evacuare), energie transformata in lucru mecanic disponibil la arborele cotit.
Fig. 1. Sistemul Turbosteamer: 1-radiator (condensatorul circuitului de temperatura joasa), 2-pompa, 3-condensator (circuit de inalta temperatura), 4-condensator (circuit de joasa temperatura), 5-vaporizator (circuit de inalta temperatura), 6-vaporizator (circuit de joasa temperatura), 7-motor cu abur / turbina (circuit de inalta temperatura), 8-motor cu abur / turbina (circuit de joasa temperatura)

Fisiere in arhiva (1):

 Solutii de recupere a energiei la motoarele cu ardere interna.docx