Using Camless Valvetrain for Air Hybrid Optimization

Tai, Chun; Tsao, Tsu‐Chin; Levin, Michael; Barta, Guido; Schechter, Michael M.

doi:10.4271/2003-01-0038

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“…Increasing this pressure exposes the engine to higher mechanical stress level. A 180 bars-pressure is a common limitation of the cylinder pressure accepted by most turbocharged Diesel engines [38], In the present study, the threshold for maximal pressure have been considered 200 bars, considering that the modeled cycle is the ideal one and that the real cycle will produce less pressure because of different losses. This threshold is to be respected while choosing the ratio of the pneumatic power to the total power for each operation point.…”

Section: Mode 3: Four-stroke Pneumatic-combustion Ideal Motor Cyclementioning

confidence: 99%

Hybridation pneumatique d'un moteur diesel en vue de son utilisation dans un système hybride éolien-diesel avec stockage d'énergie sous forme d'air comprimé /

Basbous¹

2013

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Les énergies renouvelables dont principalement l'énergie éolienne, constituent un potentiel important pour réduire la dépendance à l'égard des combustibles fossiles dans les réseaux électriques. Au cours des deux dernières décennies, il y a eu un taux accéléré des installations d'éoliennes de grande taille, sous forme de grands parcs connectés aux systèmes électriques provinciaux ou nationaux. Les coûts pour ces grandes éoliennes ont diminué jusqu'au point où ils commencent à être comparables aux technologies traditionnelles de génération d'électricité. Cependant, l'intermittence de l'énergie éolienne empêche les parcs éoliens de fonctionner d'une façon autonome dans les sites isolés qui sont paradoxalement très riches en cette ressource naturelle.Les Systèmes Hybrides Éoliens-Diesel (SHED) s'imposent donc comme alternative presqu'unique aux génératrices Diesels. Le Taux de Pénétration en Puissance (TPP) éolienne est un facteur important pour la réduction de la consommation de carburant. Pour des questions de rentabilité, les SHED à haut TPP ne sont pas encore rentables, et ceci n principalement à cause de la dissipation de l'énergie éolienne durant les périodes où la puissance éolienne disponible est supérieure à la demande.Le stockage d'énergie excédentaire est une des solutions pour augmenter la rentabilité des ces installations. Des recherches récentes ont conclu que la technique de stockage d'énergie sous forme d'air comprimé dans des cavernes souterraines est la plus adéquate pour les applications SHED compte tenu de ses différents points forts comme le coût, la densité énergétique, la densité de puissance, la durabilité et l'efficacité. Cette IVLe contenu de la thèse est présenté sous forme de cinq articles originaux publiés ou soumis à des journaux scientifiques avec comité de lecture, ainsi que trois articles publiés dans des congrès scientifiques avec comité de lecture. Chacun de ces articles fait, au moment de sa soumission, l'objet de l'état de l'avancement de l'étude, selon la méthodologie détaillée dans le chapitre I. ABSTRACTCanada has over 200,000 citizens living in remote communities, many of whom rely on diesel generators for their electricity supply. The economical cost of energy is therefore very high due to not only inherent cost of fuel but also to transportation and maintenance costs. The environmental cost of energy is also high as the use of fossil fuels for electricity generation is a significant source of greenhouse gas emissions.Renewable energy for remote areas is being investigated to reduce the oil dependency. Among all renewable energies, the wind energy experiences the fastest growing rate, at more than 30% annually for the last 5 years in Canada, which led to significant reduction in installation cost. However, the intermittency of this free energy makes impossible replacing the Diesel generators by wind farms in remote areas. The use of hybrid Wind-Diesel Systems (WDS) is therefore the only reasonable alternative to Diesels. For a WDS, the fuel saving is higher for greater Win...

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Section: Mode 3: Four-stroke Pneumatic-combustion Ideal Motor Cyclementioning

confidence: 99%

Hybridation pneumatique d'un moteur diesel en vue de son utilisation dans un système hybride éolien-diesel avec stockage d'énergie sous forme d'air comprimé /

Basbous¹

2013

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“…This characteristic allows suppressing idling phases and reduces the use of the conventional combustion mode. A fuel saving up to 40% can be reached depending on the driving cycle [4][5][6].…”

Section: Pneumatic Motor Modementioning

confidence: 99%

“…In order to be independent of a specific technology [6,[8][9][10][11], a simple kinematic model of the charging valve has been developed, as displayed in Figure 8.…”

Section: Charging Valve Kinematicsmentioning

confidence: 99%

Pneumatic-Combustion Hybrid Engine: A Study of the Effect of the Valvetrain Sophistication on Pneumatic Modes

Brejaud

Charlet

Chamaillard

et al. 2009

Oil & Gas Science and Technology

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Résumé -Moteur hybride pneumatique: une étude de l'effet de la complexité de la distribution sur les modes pneumatiques -Bien que le rendement total d'un moteur à combustion interne soit élevé, ce potentiel ne peut être pleinement exploité sur une automobile : dans les conditions réelles d'utilisation, la charge moteur moyenne (et donc le rendement) est souvent faible. De plus, l'énergie cinétique en phase de freinage est totalement dissipée sous forme de chaleur. Cet article présente un concept de moteur hybride pneumatique, et les cycles thermodynamiques associés, capable de stocker de l'énergie (et de la réutiliser) sous forme d'air comprimé. Le concept est adaptable au moteur à allumage commandé aussi bien qu'au moteur à allumage par compression. Dans tous les cas, les gains de consommation sont étroitement liés à la performance de la distribution. Cette étude se focalise sur les deux modes pneumatiques majeurs: le mode pompe pneumatique et le mode moteur pneumatique. Pour chacun d'entre eux, trois différents types de distribution sont envisagés: type 4 temps, type 4 temps avec un arbre à came débrayable et type 2 temps entièrement variable. Un modèle cinématique de l'actuateur de la soupape de charge est présenté et implémenté dans un modèle zéro-dimensionnel du moteur hybride pneumatique. Les résultats issus de la simulation, pour chacun des 2 modes pneumatiques, et pour chacun des 3 types de distribution envisagés, sont présentés avec pour objectif d'identifier la meilleure configuration de la distribution, et de montrer l'impact de la cinématique de l'actuateur de la soupape de charge sur les performances de la machine. Les compromis entre la complexité de la distribution et les gains de consommation sont présentés dans chacun des cas. Abstract -Pneumatic-Combustion Hybrid Engine: A Study of the Effect of the Valvetrain Sophistication on Pneumatic Modes -Although internal combustion engines display high overall maximum global efficiencies, this potential cannot be fully exploited in automotive applications: in real conditions, the average engine load (and thus efficiency) is quite low and the kinetic energy during

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“…The pneumatic hybrid also makes it possible to completely shut off the engine at idling like for instance at a stoplight, which in turn contributes to lower fuel consumption. [3,4,5,6] In this study a single-cylinder engine was used. In reality, in for instance a heavy duty truck, one cylinder will not be enough to take full advantage of the pneumatic hybrid.…”

Section: Pneumatic Hybridmentioning

confidence: 99%

“…In order to run the engine as a pneumatic hybrid, a 50 litre pressure tank has to be connected to the cylinder head. Tai et al [3] describe an intake air switching system in which one inlet valve per cylinder is fed by either fresh intake air or compressed air from the pressure tank. Andersson et al [8] describe a dual valve system where one of the intake ports has two valves, A more thorough and detailed description of the pneumatic valve spring arrangement and its characteristics can be found in [2].…”

Section: Figure 1 the Engine Used In This Studymentioning

confidence: 99%

Simulation of a Pneumatic Hybrid Powertrain with VVT in GT-Power and Comparison with Experimental Data

Trajkovic

Tunestål

Johansson

2009

SAE Technical Paper Series

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Using Camless Valvetrain for Air Hybrid Optimization

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Hybridation pneumatique d'un moteur diesel en vue de son utilisation dans un système hybride éolien-diesel avec stockage d'énergie sous forme d'air comprimé /

Hybridation pneumatique d'un moteur diesel en vue de son utilisation dans un système hybride éolien-diesel avec stockage d'énergie sous forme d'air comprimé /

Pneumatic-Combustion Hybrid Engine: A Study of the Effect of the Valvetrain Sophistication on Pneumatic Modes

Simulation of a Pneumatic Hybrid Powertrain with VVT in GT-Power and Comparison with Experimental Data

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