Development of injector nozzle sectioning
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2016-04-18
Department
Major/Subject
Koneensuunnittelu
Mcode
K3001
Degree programme
Konetekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
57+4
Series
Abstract
With increasing awareness of the ongoing climate change, governments and authorities around the world have begun to take actions to reduce the carbon foot print. It has led to an increased development and usage of various biofuels. Tightening regulations in automotive industry and requirements of the end users are increasing the performance requirements on compression ignition engines, leading to a need for better fuel economy and lower emissions. Automotive manufacturers around the globe have observed that the current engine features are causing injector nozzle deposits. The deposits can have a negative impact on engine performance, resulting for example in increased fuel consumption and emissions. Due to continuous development of biofuels and engine characteristics, new types of injector nozzle deposits are expected in the future. This thesis is part of a cooperation research project between Scania and KTH, in which future fuel injection system robustness against soft particles is studied. The objective of the project is to examine weaknesses in future injection systems with different fuel qualities and study the effect of different fuel parameters on deposit build-up and removal. Special areas of interest in the project are the deposits building up inside the nozzle spray-holes. In order to study the deposits with a microscope, a sectioning method, which doesn’t contaminate or remove the deposits, has to be developed. Problems with the current used method are the inconsistency of the obtained cross-sections and the lack of exposed spray-holes. In this thesis, potential methods for injector nozzle sectioning are introduced. The methods are divided into machining and destructive methods. In addition, one potential non-destructive method is introduced. Based on the suitability and the availability, the best methods are selected for further testing. The test methods and results are presented for each method, after which conclusions are made and the best method is recommended. As a result of this thesis, a repeatable and reliable drop-weight method is developed. The method will be used in the future for studying of internal fuel deposits that are built up in the nozzle spray-holes.Kasvava tietoisuus käynnissä olevasta ilmastonmuutoksesta on saanut valtiot ja viranomaiset ryhtymään toimenpiteisiin, että hiilijalanjälkeä saataisiin pienemmäksi. Tämä on johtanut useiden erityyppisten biopolttoaineiden kehitykseen. Autoteollisuuden ja loppukäyttäjien kiristyvät vaatimukset nostavat puristussytytysmoottoreiden suorituskykyvaatimuksia, mikä on lisännyt polttoainetaloudellisemman ja vähäpäästöisemmän tekniikan kysyntää. Autovalmistajat ympäri maapalloa ovat havainneet, että nykyisten moottorien ominaisuudet aiheuttavat ruiskutussuuttimien pinnoille sakkautumia. Sakkautumilla voi olla negatiivinen vaikutus moottorin suorituskykyyn, johtaen esimerkiksi lisääntyneeseen polttoaineenkulu-tukseen ja kasvaneisiin päästöihin. Jatkuvan biopolttoaineiden ja moottorien ominaisuuksien kehittämisen seurauksena uudentyyppisten sakkautumien esiintyminen on odotettua. Tämä diplomityö on osa Scanian ja KTH:n välistä yhteistyöprojektia, jonka tavoitteena on tutkia tulevaisuuden polttoaineenruiskutusjärjestelmien kestävyyttä. Projektin tavoite on tarkastella mahdollisia eri polttoainelaatujen aiheuttamia heikkouksia tulevaisuuden ruiskutusjärjestelmissä sekä tutkia eri polttoaineparametrien vaikutusta sakkautumien syntyyn ja poistoon. Erityisen kiinnostuksen kohteena ovat sakkautumat, jotka muodostuvat suuttimien suihkutusreikien sisäpinnoille. Jotta näiden sakkautumien tutkiminen mikroskoopilla olisi mahdollista, tarvitaan poikkileikkausmenetelmä, joka ei prosessin aikana vahingoita tai poista niitä. Tällä hetkellä käytössä oleva menetelmä ei ole tarpeeksi luotettava ja toistettava, sillä tuloksena saatujen poikkileikkausten muoto ja näkyville saatujen reikien seinämien määrä ovat epäjohdonmukaisia. Tässä diplomityössä esitellään potentiaaliset menetelmät poikkileikkauksen tekemiseen. Menetelmät on jaettu koneistus- ja rikkomismenetelmiin. Tämän lisäksi esitellään yksi rikkomaton menetelmä. Parhaat menetelmät valitaan sopivuuden ja saatavuuden perusteella testattavaksi. Testit ja testitulokset esitellään jokaisesta menetelmästä, minkä jälkeen esitetään tulosten perusteella tehdyt johtopäätökset. Lopputuloksena kehitetään toistettava ja luotettava leikkausmenetelmä, jota tullaan tulevaisuudessa käyttämään ruiskutussuuttimien suihkutusreikien sisäpinnoille muodostuneiden polttoainesakkautumien tutkimisessa.Description
Supervisor
Ekman, KaleviThesis advisor
Alfredsson, SaraKeywords
injector nozzle, fuel deposits, sectioning, fuel injection system, method development, compression ignition