Přeplňovaný dvouválcový zážehový motor pro nasazení ve voze pro závody Formula Student/SAE

Abstract

Tato práce posuzuje potenciál dvouválcového přeplňovaného zážehového motoru s přímým vstřikováním s restriktorem v závodním formulovém voze dle pravidel Formula Student/SAE. Pro posouzení byly provedeny termodynamické výpočty v programu GT-POWER. Byly provedeny multikriteriální optimalizace geometrických rozměrů i variabilních nastavení ventilů a polohy hoření. Multikriteriální optimalizace měly za cíl maximalizovat výkon a minimalizovat spotřebu paliva. Pro optimalizace byly stanoveny omezující podmínky. Pro optimalizace kompresního poměru byl definován model klepání na základě dostupných podkladů. Byl navržen ideální kompresní poměr, který splňuje všechny omezující podmínky včetně eliminace klepání. Byl vytvořen model vozidla pro prověření chování motoru v přechodových režimech. Přechodové režimy byly simulovány pomocí rychlostního profilu závodní trati v Hockenheimringu a ve Španělsku.

This thesis evaluates the potential of two-cylinder turbocharged spark ignited engine with direct injection and intake restrictor used in a formula car in compliance with the Formula Student/SAE rules. Thermodynamic calculations were done in GT-POWER software for evaluation. Multi-objective optimizations of geometrical dimensions, variable valve timing and ignition timing were made. Multi-objective optimizations should maximize power and minimize fuel consumption. For the optimizations, restrictive conditions were specified. For optimizations of the compression ratio, a knocking model was defined according to available data. The ideal compression ratio, conforming to all restrictive conditions including knocking, was designed. A model of the vehicle was made for transient response simulations. The transient responses were simulated using a transient speed profile of the racetrack in Hockenheim and Spain.