Стаття

Отримано 25.09.2021

Доопрацьовано 14.01.2022

Прийнято 15.02.2022

Взято з Том 26, № 1, 2022

Сторінки 363 -372

Trifonov, D., Syrota, O., Shuba, Y., & Merzhyievska, L. (2022). Power supply for starting a cold internal combustion engine using a thermoelectric generator. The National Transport University Bulletin, 26(1), 363-372. https://doi.org/10.33744/2308-6645-2022-1-51-363-372

Енергозабезпечення пуску холодного двигуна внутрішнього згорання з використанням термоелектричного генератора

Д. Тріфонов O. Сирота Є. Шуба Л. Мержиєвська

У статті проаналізовано умови роботи системи пуску двигуна автомобіля. За результатами аналізу енергетичних можливостей електростартерної системи пуску двигуна внутрішнього згорання в умовах низьких температур оточуючого повітря встановлено, що на цей процес значно впливає температура електроліту акумуляторної батареї і ступінь її зарядженості. Запропоновано технічне рішення для поліпшення пуску холодного двигуна, яке в процесі функціонування дозволяє підтримувати оптимальну температуру акумуляторної батареї під час утримання автомобіля в умовах низьких температур. Наведено опис та принцип функціонування запропонованої системи. Проведено експериментальні дослідження ефективності розробленої системи енергозабезпечення пуску холодного двигуна внутрішнього згорання. Об’єкт експериментальних досліджень – система енергозабезпечення пуску холодного двигуна внутрішнього згорання на основі теплового акумулятора фазового переходу і термоелектричного генератора. Мета роботи – дослідження показників роботи термоелектричної системи, для підтримування оптимальної температури акумуляторної батареї в умовах низьких температур оточуючого повітря. Метод дослідження – експериментальний. За результатами функціональних випробувань термоелектричної системи з тепловим акумулятором фазового переходу встановлено, що при температурі оточуючого повітря близько 1,5 ºC час зниження температури поверхні ТАФП від 116ºс до 65ºС становив близько 320 хв. Запропоноване технічне рішення дозволяє генерувати електричну енергію, як при роботі ДВЗ так і досить тривалий час після закінчення циклу його функціонування завдяки акумульованій частині теплової енергії відпрацьованих газів в тепловому акумуляторі фазового переходу.

 

термоелектричний генератор; утилізація теплової енергії відпрацьованих газів; тепловий акумулятор фазового переходу; пуск холодного двигуна; стартерна акумуляторна батарея
  1. J. Vazaquez, M.A. Zanz-Bobi, R. Palacios, A. Arenas, «State of the art of thermoelectric generators based on heat recovered from the exhaust gases of automobiles,» Proceedings of 7th European workshop on thermoelectric, 2002.S.
  2. Gritsuk, I., Gutarevych, Y., Mateichyk, V., and Volkov, V., «Improving the Processes of Preheating and Heating after the Vehicular Engine Start by Using Heating System with Phase-Transitional Thermal Accumulator,» SAE Technical Paper 2016-01-0204, 2016, https://doi.org/10.4271/2016-01-0204.
  3. Trifonov D.M. Analiz napriamiv rekuperatsii teplovoi enerhii vidpratsovanykh haziv dvyhuna vnutrishnoho zghorannia / D.M. Trifonov // Suchasni enerhetychni ustanovky na transporti i tekhnolohii ta obladnannia dlia yikh obsluhovuvannia. 9-a Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia – Kherson: Khersonska derzhavna morska akademiia. 2018. S. 194–199.
  4. Sprouse C. Iii and Depcik C., «Review of organic Rankine cycles for internal combustion engine exhaust waste heat recovery,» Applied Thermal Engineering, vol. 51, pp. 711–722, 2013.
  5. Jadhao J.S., Thombare D.G. «Review on exhaust gas heat recovery for I.C. Engine». International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT) Volume 2, Issue 12, June 2013.
  6. Recovery of Exhaust Waste Heat for ICE Using the Beta Type Stirling Engine, Wail Aladayleh, Ali Alahmer, Hindawi Publishing Corporation, Journal of Energy, Volume 2015, Article ID 495418, 8 pages http://dx.doi.org/10.1155/2015/495418.
  7. Duraisamy Sivaprahasam, Subramaniam Harish, Raghavan Gopalan and Govindhan Sundararajan (July 11th 2018). Automotive Waste Heat Recovery by Thermoelectric Generator Technology, Bringing Thermoelectricity into Reality, Patricia Aranguren, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.75443.
  8. Kuznecov E.S. Tekhnicheskaya ekspluataciya avtomobilej: uchebnik dlya vuzov / E.S. Kuznecov, A.P. Boldin, V M. Vlasov i dr. // – 4-e izd., pererab. i dop. – M.: Nauka, 2001. – 535 s.
  9. Lykov A.V. Teoriya teploprovodnosti / Lykov A.V. // – M.: Vysshaya shkola, 1967. – 599 s.
  10. Krohta G.M. Osobennosti raboty starternyh akkumulyatornyh batarej pri samoprogreve dvigatelya v zimnij period / G.M. Krohta, N.A. Usatyh, YU.A. Gus'kov, D.M. Voronin // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016. t.30. №12. S. 94–97.
  11. Pankratov N.I. Ekspluataciya akkumulyatornyh batarej pri nizkih temperaturah / N.I. Pankratov // Avtomobil'nyj transport. 1985. №2. S. 16–19.
  12. Losavio G.S. Ekspluataciya avtomobilej pri nizkih temperaturah / G.S. Losavio // – M.: Transport, 1973. – 120 s.
  13. Kopotilov V.I. Mezhsmennoe hranenie avtomobilej v zimnee vremya / V.I. Kopotilov // – Tyumen'.: TyumII, 1993. – 67 s.
  14. Timinskij V.I. Spravochnik po elektrooborudovaniyu avtomobilej, traktorov, kombajnov / V.I. Timinskij // M.: Urozhaj, 1985. – 256 s.
  15. Tyshkevich L.N. Issledovanie teplovyh processov akkumulyatornoj batarei pri ekspluatacii avtomobilya v usloviyah nizkih otricatel'nyh temperatur / L.N. Tyshkevich, B.V.ZHuravskij // Omsk.: Vestnik SibADI, vypusk 6 (58), 2017. S. 71–77.
  16. Markin A.G. Energoobespechenie puska dvigatelya vnutrennego sgoraniya avtomobilya / A.G. Markin, B.V. ZHuravskij, A.P. ZHigadlo // Omsk.: Vestnik SibADI, vypusk 5 (45), 2015. S.26–30.
  17. Trіfonov D.M. Vikoristannya teplovogo akumulyatora fazovogo perekhodu dlya zabezpechennya pusku holodnogo dviguna ta jogo progrіvannya za rahunok polіpshennya sumіshoutvorennya / D.M. Trіfonov, V.S. Verbovs'kij, І.V. Gricuk // ACADEMIC JOURNAL Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Poltava: PNTU, 2015. – T. 3 (45). – S. 18–27. 

https://doi.org/10.33744/2308-6645-2022-1-51-363-372