Tutkimusmoottori ja sähköhydraulinen venttiilikoneisto

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2017-12-11
Department
Major/Subject
Energiatekniikka
Mcode
K3007
Degree programme
Master’s Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
fi
Pages
63 + 7
Series
Abstract
Moottoreiden pakokaasupäästöjä säännellään päästömääräyksillä, joita ei käytännössä voi täyttää ilman kalliita pakokaasujen jälkikäsittelylaitteita. Moottorissa syntyvien päästöjen simulointi on erittäin haastavaa, eikä markkinoilla ole siihen soveltuvaa ohjelmaa. Tästä syystä tarvitaan edelleen käytännön moottorikokeita. Moottorin toimintaan vaikuttavat useat eri parametrit, joiden muuttaminen vaikuttaa muihin. Tästä syystä moottorissa tapahtuvan palamisen kehittämiseksi olisi hyvä, jos parametreja voisi muuttaa yksi kerrallaan ja siten eristää eri parametrien vaikutus moottorin suoritusarvoihin. Tämän opinnäytetyön aiheena oli sähköhydraulisen venttiilikoneiston EHVA:n asentaminen ja toimintakuntoon saattaminen 1-sylinteriseen optiseen LEO-tutkimusmoottoriin. LEO:ssa voidaan muuttaa moottorin parametreja varsin vapaasti. Muutettavat parametrit ovat ahtoilman paine ja lämpötila, pakokaasun vastapaine, polttoaineen ruiskutuksen kesto, ajoitus ja paine, venttiilien ajoitukset ja nousut. Työhön sisältyi muutostöiden vaatimien osien ja järjestelmien suunnittelu, toteutus ja hankinta. Yhtenä osana tätä työtä olivat referenssiajot, joissa LEO -moottori säädettiin vastaamaan tuotantomoottoria 25 %, 50 %, 75 % ja 100 % kuormilla 1500 rpm:n pyörimisnopeudella. Vastaavuutta arvioitiin vertaamalla sylinteripainetta, indikoitua bruttotehoa, ilman ja polttoaineen kulutusta, ominaispäästöjä ja lämmönvapautumista. Vertaaminen tehtiin suureiden odotusarvon ja luottamusvälin avulla. Opinnäytetyön tuloksena saatiin LEO -moottorista kehitettyä monipuolinen tutkimusmoottori, jota toki voidaan jatkossa kehittää edelleen. Referenssiajot osoittautuivat huomattavan haastaviksi, mutta samalla erittäin opettavaisiksi.

The exhaust emissions from engines are governed by emission regulations that can not be practically fulfilled without expensive exhaust gas after-treatment devices. The simulation of emissions from the engine is extremely challenging and there is no suitable program on the market. For this reason, practical engine tests are still needed. Several different parameters affect the operation of the motor. Therefore, in order to develop combustion in the engine it would be good if the parameters could be changed one at a time and thus isolate the effect of different parameters on the engine performance. The subject of this thesis was to install and test the EHVA (the electro-hydraulic valve assembly) on a 1-cylinder optical research engine, LEO. In the LEO the engine parameters can be changed freely. The parameters to be changed are the pressure and temperature of the charge air, the exhaust pressure, the parameters of the fuel injection (duration, timing and pressure), valve timing and lift. The work included the design, implementation and procurement of components and systems required for the modifications. One part of this work was a comparison run where the LEO engine was adjusted to correspond to the production engine at 25%, 50%, 75% and 100% loads at a 1500 rpm. Correspondence was assessed by comparing cylinder pressure, gross indicated mean effective pressure, air and fuel consumption, emissions and heat release. Comparisons were made with the expected value and the confidence level. The result of this thesis was a versatile research engine developed from the LEO engine, which can be further developed in the future. Comparative runs proved to be challenging, but at the same time very instructive.
Description
Supervisor
Larmi, Martti
Thesis advisor
Ranta, Olli
Keywords
diesel, palaminen, sähköhydraulinen venttiilikoneisto, muuttuvat venttiiliajoitukset
Other note
Citation