Εργαστήριο Μηχανών Εσωτερικής Καύσης

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Σύντομη Περιγραφή-Ιστορικό

Το Εργαστήριο Μηχανών Εσωτερικής Καύσης (ΜΕΚ) του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ) λειτουργεί από το 1958 και ιδρύθηκε επίσημα με το Βασιλικό διάταγμα 132/1962 που δημοσιεύθηκε στο ΦΕΚ Αρ.32/1962.

Το εργαστήριο ΜΕΚ αποτελεί Νομικό Πρόσωπο Ιδιωτικού Δικαίου (ΝΠΙΔ), ανήκει διοικητικά στον Τομέα Θερμότητας της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών και η έδρα του βρίσκεται στην Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου. Η μεγάλη εμπειρία του προσωπικού, η τεχνογνωσία που έχει αναπτύξει στη περιοχή των Μηχανών Εσωτερικής Καύσης αλλά και ο ειδικός εξοπλισμός που διαθέτει επιτρέπουν στο εργαστήριο ΜΕΚ-ΕΜΠ την παράλληλη εκπλήρωση του βασικού προορισμού του, που είναι η εκπαίδευση και η εφαρμοσμένη έρευνα, με τη δυνατότητα παροχής εξειδικευμένων ερευνητικών και τεχνολογικών υπηρεσιών προς τρίτους.

Κύριες Δραστηριότητες Εργαστηρίου ΜΕΚ

Οι ερευνητικές δραστηριότητες του Εργαστηρίου ΜΕΚ-ΕΜΠ που σχετίζονται με το ευρύτερο αντικείμενο του έργου συνοπτικά έχουν ως ακολούθως :

  • Προσομοίωση μόνιμης και μεταβατικής λειτουργίας Εμβολοφόρων Κινητήρων Ντήζελ και Βενζινοκινητήρων.
  • Ανάπτυξη λογισμικού και εφαρμογή του για την βελτιστοποίηση της λειτουργικής συμπεριφοράς εμβολοφόρων κινητήρων και τον έλεγχο του σχηματισμού κι της εκπομπής ρύπων.
  • Πειραματικές τεχνικές για την ανάλυση της λειτουργίας και τη καταγραφή των εκπομπών ρύπων.
  • Διάγνωση βλαβών και προσδιορισμός κατάστασης λειτουργίας εμβολοφόρων κινητήρων Diesel και Βενζινοκινητήρων.
  • Ανάπτυξη τεχνικών για τη καταγραφή της κατάστασης λειτουργίας εμβολοφόρων κινητήρων με χρήση μη παρεμβατικών μεθόδων.
  • Χρήση εναλλακτικών καυσίμων με έμφασης στα αέρια καύσιμα και ιδιαίτερα στο φυσικό αέριο και τα βιοκαύσιμα.
  • Προσδιορισμός της περιβαλλοντικές συμπεριφοράς μεγάλων μονάδων Ντήζελ με εκτέλεση μετρήσεων στο πεδίο εφαρμογής.
  • Ανάπτυξη εξοπλισμού και αντίστοιχου λογισμικού το οποίο έχει πιστοποιηθεί από τον GL για λογαριασμό της εταιρείας testo AG.
  • Το εργαστήριο ΜΕΚ παρέχει επίσης πολύ εξειδικευμένες υπηρεσίας προς τρίτους (ιδιωτικούς ή και Δημόσιους φορείς τόσο της ημεδαπής όσο και της αλλοδαπής). Ορισμένες από τις παρεχόμενες υπηρεσίες του Εργαστηρίου είναι:
    • Ειδικές δοκιμές και μετρήσεις σχετιζόμενες με τη λειτουργική συμπεριφορά και την εκπομπή ρύπων κινητήρων Βενιζινοκινητήρων (Spark Ignitied) & Ντήζελ (Compression Ignition).
    • Ανάπτυξη ειδικού λογισμικού για την προσομοίωση της λειτουργίας εμβολοφόρων κινητήρων Otto & Diesel.
    • Διάγνωση βλαβών και ρύθμιση της λειτουργίας κινητήρων Otto & Diesel.
    • Έλεγχοι και γνωματεύσεις σε περιπτώσεις δυσλειτουργίας ή αστοχιών εμβολοφόρων κινητήρων. Εκτίμηση-αξιολόγηση περιβαλλοντικής συμπεριφοράς κινητήρων Otto & Diesel.
    • Εκτέλεση και αξιολόγηση δοκιμών παραλαβής ναυτικών κινητήρων Ντήζελ και Μονάδων Ντήζελ Η/Ζ.
    • Παροχή συμβουλών σε μετρητικές τεχνικές λειτουργικής συμπεριφοράς και ρύπων.

Υφιστάμενη Υποδομή

Λογισμικό

Το Εργαστήριο ΜΕΚ-ΕΜΠ διαθέτει Μηχανουργείο–Εφαρμοστήριο και Υπολογιστική υποδομή μέσω των οποίων υποστηρίζονται οι ερευνητικές δραστηριότητες και οι δραστηριότητες παροχής υπηρεσιών στην βιομηχανία και την Ελληνική Ναυτιλία.

Στο εργαστήριο ΜΕΚ/ΕΜΠ έχουν αναπτυχθεί λογισμικά που χρησιμοποιούνται ευρέως για τη προσομοίωση της λειτουργικής συμπεριφοράς και το σχηματισμό ρύπων εμβολοφόρων κινητήρων Otto & Diesel από εταιρείες κατασκευής κινητήρων και εταιρείες παροχής υπηρεσιών στη περιοχή αυτή.

Συγκεκριμένα:

  • Έχει αναπτυχθεί το λογισμικό «NTUA_MULTI” το οποίο είναι ένα εξελιγμένο πολυζωνικό φαινομενολογικό μοντέλο για τη προσομοίωσης της λειτουργίας κινητήρων Ντήζελ. Το λογισμικό είναι κατάλληλο για κάθε κινητήρα Ντήζελ και έχει διατεθεί στο παρελθόν για χρήση σους ακόλουθους οίκους εταιρείες: Daimler Benz, Caterpillar USA, Robert Bosch SA, AVL List.
  • Έχει αναπτυχθεί εξελιγμένο και σύγχρονο πακέτο λογισμικού διάγνωσης βλαβών βενζινοκινητήρων το οποίο έχει ενσωματωθεί σε διαγνωστικά συστήματα που είναι εγκατεστημένα στα Α/ΦΗ Canadair της ΠΑ. Το λογισμικό αυτό χρησιμοποιείται και από την ΕΑΒ.
  • Η γενική διαγνωστική τεχνική που έχει αναπτυχθεί από προσωπικό του εργαστηρίου υπό την επίβλεψη του νυν Δντη του έχει αξιολογηθεί εκτενώς σε εγχώριο αλλά και σε διεθνές επίπεδο. Έχει χαρακτηριστεί ως πρότυπη διαγνωστική τεχνική και συγκαταλέγεται στις αναφορές του διεθνούς κύρους βιβλίου “Diesel Engine Reference Book”.
  • Έχει αναπτυχθεί λογισμικό για την πιστοποίηση των εκπομπών ΝΟχ από ναυτικούς κινητήρες για την εταιρεία testo AG. Το λογισμικό έλαβε πρόσφατα πιστοποίηση για την ακρίβεια προσδιορισμού της αποδιδόμενης ισχύος και κατανάλωσης καυσίμου, από τον Γερμανικό Νηογνώμονα (GL – Germanischer Loyd SE), μετά από εκτεταμένες δοκιμές σε μετρήσεις πεδίου (on-board) σε ναυτικούς κινητήρες (GL Type Approval “37974-12 HH”)

Πειραματικός Εξοπλισμός

Στον βασικό πειραματικό εξοπλισμό του εργαστηρίου ο οποίος χρησιμοποιείται για εκπαιδευτικούς και ερευνητικούς σκοπούς συγκαταλέγονται :

  • Πρότυπος μονοκύλινδρος κινητήρας Ricardo Hydra με κεφαλές Diesel και Otto, εγκατεστημένος σε πλήρως αυτοματοποιημένη κλίνη δοκιμών.
  • Μονοκύλινδρος, πρότυπος, κινητήρας Diesel της AVL με διάμετρο εμβόλου 130 mm, ικανός για ανάπτυξη μέγιστης πίεσης 280 bar.
  • Κινητήρας MAN 422, 4-κύλινδρος, 4-Χ, VH=3,93 lt. Diesel αμέσου εγχύσεως .
  • Πιεζοηλεκτρικά αισθητήρια πίεσης για τη λήψη μετρήσεων πίεσης καθώς επίσης ενισχυτές αισθητηρίων πίεσης, αμφότερα της εταιρείας KISTLER.
  • Θερμοστοιχεία υψηλής ακρίβειας μέτρησης.
  • Σταθερό και Φορητό σύστημα δειγματοληψίας με δυνατότητα υψηλής συχνότητας δειγματοληψίας (300 KHz).
  • Μαγνητικά αισθητήρια για την καταγραφή της θέσης του ΑΝΣ
  • Μετρητές αιθάλης: α) της BOSCH RT-100 με δυνατότητα λήψης συνεχόμενων μετρήσεων και β) της AVL τύπος 415S.
  • Αναλυτές Καυσαερίου : α) CO της Signal, β) NO και ΝΟx της Signal, γ) HC της Ratffisch
  • Πιστοποιημένα φορητά συστήματα ανάλυσης καυσαερίου.
  • Δοκιμαστήριο αντλιών καυσίμου του οίκου Bosch.
  • Ειδικός μονοκύλινδρος κινητήρας για την αξιολόγηση και τη βαθμονόμηση  αισθητήρων πίεσης καύσης

Ενδεικτικός Κατάλογος Ερευνητικών Έργων

Project TitleFundingStart date
1Scientific Consultancy Services from NTUA Internal Combustion Engine Laboratory to EESSTYEESSTY2016
2DEVELOPMENT AND INSTALLATION OF A PERMANENT ON-LINE DIAGNOSIS AND VESSEL MONITORING SYSTEM WITH REMOTE DATA ACCESS CAPABILITYMINERVA MARINE INC2015
3DEVELOPMENT AND INSTALLATION OF A PERMANENT SYSTEM FOR CONTINUOUS MAIN ENGINE CONDITION MONITORING AND FAULT DIAGNOSIS WITH REMOTE DATA ACCESS CAPABILITYMINERVA MARINE INC2015
4Upgrading of Diagnostic Systems ESD-2 and EDS-3 of Aviation Engines of CL-215, PZL M18 and G164A of ΥΠΠΑΥΠΠΑ2015
5DEVELOPMENT AND CONSTRUCTION OF SLIP MONITORING SYSTEMS (SMS) FOR COMMERCIAL VESSELSANANGEL MARITIME SERVICES INC2014
6DEVELOPMENT OF AUTOMATED DIAGNOSTIC AND MONITORING SYSTEMS FOR MAIN AN AUXILIARY MARINE DIESEL UNITSTSAKOS COLUMBIA2013
7MEASUREMENT AND EVALUATION OF MARINE DIESEL ENGINE NOx AND CO2 EMISSIONSTSAKOS COLUMBIA2013
8DEVELOPMENT OF NEW DIESEL ENGINE DIAGNOSTIC SYSTEMS WITH ENHANCED ENGINE MONITORING CAPABILITIESTSAKOS COLUMBIA2013
9Development and construction of advanced diagnostic system for the engines of R2800 CL215 aircrafts, ΕΑΒ ΑΕΕΑΒ ΑΕ2011
10Investigation to validate EMS & EMDS Emission Measurement and Diagnostic Systems – Part 1. Measurements on the Diesel DGs of Chios Power PlantTESTO AG2011
11Investigation to validate EMS & EMDS Emission Measurement and Diagnostic Systems – Part 2. Measurements on the E.R Schiffahrt Vessel Cosco Napoli.TESTO AG2011
12Investigation to explore T/C failure and suitability for the Diesel Engine 12V183TD13 of the OSE Raibus LocomotivesSTADLER BUSSNANG AG2011
13Measurement and Performance Evaluation  of four Diesel Units of Parros Power Plant and the two Diesel Units of the Thira Power PlantPublic Power Corporation2011
14Performance and Emissions Evaluation via On-board Measurement of TCM Vessels Proteas, Aegeas and Eurochampion 2004TSAKOS COLUMBIA SHIP MANAGEMENT SA2010
15Development and Construction of Diagnostic Systems for Diesel Marine EnginesANANGEL MARITIME SERVICES INC2011
16Investigation to Validate E.M.S. & E.M.D.S. Emission Measurement and Diagnosis SystemsTESTO A.G. GmbH2011
17Development and Construction of an Advanced Diagnostic System for the Engines of R2800 CL215 Fire Extinguishing AircraftHellenic Aerospace Industry2011
18Technical and Scientific Consultancy for the Evaluation of Technical Proposals for Power Station Equipment, Power Station of Atherinollakos,Public Power Corporation2011
19Development and Construction of Diagnostic Systems for Diesel Marine EnginesTSAKOS COLUMBIA SHIP MANAGEMENT SA2011
20Development of a Software Tool for the Processing of Measured Emission Data and Conversion of NOx Values into g/Kwh as Required by Marpol Annex-VITESTO A.G. GmbH2010
21Scientific Consultancy for the Development of a Portable Hardware System for Cylinder Pressure MeasurementTESTO A.G. GmbH2010
22Evaluation of the Test Bench Layout for the R-2800 Reciprocating EnginesHellenic Aerospace Industry2010
23Investigation and Solution of Supercharger Failures and Prediction of  their Consequences on the Diesel Engines MTU12V183-TDI13 of Railbus LocomotivesHellenic Railroad Association2010
24Maintenance of Diagnostic Devices EDS-2 and EDS-3 of the Reciprocating Engines of CL-215, PZL M-18 and G164A Fire Extinguishing AircraftHellenic Air Force2010
25Investigation of MTU 12V396TB93 Engine Failure of Vessel “Whispers”ARIEXPO Ltd2009
26Evaluation of the Contractors Actions for the Solution for Operating Problems of the Diesel engines of BOMBARDIER Locomotives.Hellenic Railroad Association2009
27Condition Monitoring and Tuning of the Two-Stroke Diesel Engines of the Power Station Linoperamata for Performance OptimizationPublic Power Corporation2008
28Scientific Consultancy for Performance and Pollutant Emissions of Diesel EnginesVarious Companies2008
29Technical consultancy for the investigation of Additional Operating Problems of BOMBARDIER LocomotivesHellenic Railroad Association2007
30Preliminary Investigation for the Solution of the Operating Problems of Railbus Locomotives Diesel EnginesHellenic Railroad Association2007
31Technical Solution for the Reduction of NOx Emissions of No.1 & 2 Diesel Units of Soroni power StationPublic Power Corporation2007
32Investigation for the Potential to Resolve the Operating Problems of ADTRANZ Locomotives Diesel EnginesHellenic Railroad Association2006
33“Green Heavy Duty Engine”, EU-IP Project, in cooperation with VOLVO, IVECO, DaimlerChrysler (MERCEDES), AVL, FEV, BOSCH, RICARDO etc.EU2005
34AHEDAT: Advanced Heavy Duty Engine Aftertreatment TechnologyEU2005
35Investigation for the Potential of NOx Reduction for the Diesel Engines of the Public Power CorporationPublic Power Corporation2005
36Determination of the Root Cause for DG3 Diesel Engine Failure at Soroni Power StationPublic Power Corporation2005
37Development and Installation of Diagnostic System  for the Diesel Engines of Soroni power StationPublic Power Corporation2005
38Determination of Connecting Rod Condition of DG5 Diesel Unit and its Operating Condition after the Repair.Public Power Corporation2005
39Supervision of Site Tests of the two Diesel Units of 2X51 MWe of PPC Power Station of Atherinollakos at CretePublic Power Corporation2004
40Resolution of the Failure Problems of MTU Diesel Engines of OSEHellenic Railroad Association & MTU2004
41Development and Construction of Diagnostic System for OSE Diesel EnginesHellenic Railroad Association & Bombardier2004
42Investigation of the Root Cause for the Failure of MTU Diesel Engines of OSE ADTRANZ LocomotivesHellenic Railroad Association & Bombardier2003
43Investigation of the Cause for the Elation of Damages on the Diesel Units of ASP SamosPublic Power Corporation2003
44Determination of the Appropriate Supercharging System for Diesel Engines – Implementation at the Diesel Units of Milos Power StationPublic Power Corporation2003
45PICE: PLN-Based Improved Combustion for Low EmissionEU2001
46Determination of the Operating Condition of the Diesel Engines of KOS Power Station and Recheck of Diesel Engines of Lesvos Power StationPublic Power Corporation2001
47Scientific Consultancy for the Performance and Pollutants Emissions of Diesel EnginesPublic Power Corporation2001
48Development of a Simulation Model for the Air-Fuel Mixing and Combustion Mechanism Of Diesel Engines For Caterpillar Inc. USACATERPILLAR INC. USA2000
49“High Fuel Efficiency Diesel engine with significantly increased peak pressure”. Bryte Euram Project in Cooperation with, (BRPR-CT97-0451) DAIMLER-Chrysler, AVL, Federal Mogul etcEU1997

Επικοινωνία με το Εργαστήριο