Tematem rozprawy doktorskiej jest modyfikacja układu chłodzenia silnika spalinowego w hybrydowym układzie napędowym.
We wstępie do pracy omówiono problem nagrzewania i utrzymywania temperatury roboczej silnika spalinowego w pojeździe wyposażonym w układ napędowy hybrydowy. Wstępne testy drogowe przeprowadzono na pojazdach seryjnych, takich jak Toyota Prius i Yaris Hybrid.
W pierwszej części dokonano przeglądu literatury, omawiając zastosowanie magazynowania ciepła w układzie chłodzenia silnika spalinowego. Zwrócono uwagę na korzyści płynące z zastosowania dodatkowego źródła ciepła w układzie chłodzenia, w szczególności na skrócenie czasu nagrzewania silnika spalinowego. W artykule przedstawiono znane w literaturze metody wyznaczania pojemności cieplnej akumulatora ciepła.
Zaproponowane przez autora rozwiązania problemów nagrzewania i utrzymania temperatury roboczej silnika spalinowego polegają na modyfikacji układu chłodzenia. Dodanie zasobnika ciepła, wymiennika ciepła spaliny wylotowe – ciecz chłodząca, dodatkowej pompy cieczy i układu sterowania pozwala autorowi na zastosowanie w układzie chłodzenia funkcji podgrzewania i buforowania ciepła.
Takie wykorzystanie ciepła zmagazynowanego w akumulatorze do wstępnego podgrzania jest możliwe także podczas jazdy pojazdem w trybie elektrycznym. Konieczne jest jednak powiązanie parametrów modernizowanego układu chłodzenia z wybranymi wartościami hybrydowego układu napędowego, które autor uwzględnił w niniejszej rozprawie. Do symulacji wstępnego nagrzewania wykorzystano analityczne wyznaczenie parametrów zasobnika ciepła – jego pojemności i mocy cieplnej. Wyniki tych badań porównano następnie z przeprowadzonymi badaniami drogowymi. Ponadto przeprowadzono badania eksperymentalne wykorzystania modernizacji układu chłodzenia do buforowania ciepła podczas przerw w pracy silnika spalinowego. Pomiary uzyskane w pojeździe z napędem hybrydowym potwierdziły poprawność zaproponowanego przez autora rozwiązania. Dalsze prace badawcze skupiają się na weryfikacji założeń projektowych i przetestowaniu modernizacji w szerszym zakresie warunków drogowych i termicznych.
The topic of the doctoral dissertation is the modification of the cooling system of the internal combustion engine in a hybrid drive system.
The introduction to the work discusses the problem of heating and maintaining the operating temperature of the internal combustion engine in a vehicle equipped with a complex hybrid system. Preliminary road tests were performed on stock vehicles, such as the Toyota Prius and Yaris Hybrid.
In the first part, a review of the literature was made, with a discussion of using heat storage in the cooling system of internal combustion engine. Attention was paid to the benefits of using an additional heat source in the cooling system, in particular to shortening the heating time of the combustion engine. The author presented methods known in the literature for determining the thermal capacity of the heat storage.
The solutions to the problems of heating and maintaining the operating temperature of the internal combustion engine proposed by the author consist in the modification of the cooling system. Adding a heat storage, exhaust gas heat exchanger - operation of the device, operation of the pump and control-regular system allows the author to add the functions of pre-heating and buffering. This use of the heat stored in the battery for preheating is also possible when driving a vehicle with electricity. However, it is necessary to link the parameters of the modernized cooling system with the selected values of the hybrid drive system, which the author included in this dissertation. Analytical determination of the parameters of the heat storage - its capacity and thermal power - was used for the simulations of pre-heating. The results of these tests were then compared with the road tests carried out. In addition, experimental tests were carried out on the use of modernization of the cooling system for heat buffering during breaks in the operation of the internal combustion engine. The measurements obtained in a vehicle with a hybrid drive system confirmed the correctness of the solution proposed by the author. Further research work is focused on verifying the design assumptions and testing the modernization in a wider range of road and thermal conditions.
