Biofore-kaupunkiauton moottorinohjauksen säätö ja päästöjenhallinta
Kuikka, Sampo (2014)
Kuikka, Sampo
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405096770
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405096770
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli säätää Biofore–konseptiauton moottorinohjainlaite niin, että moottori vastaa käytökseltään normaalia nykyaikaista dieselmoottoria sekä suunnitella jatkotoimenpiteet EURO 5 -normin päästövaatimusten saavuttamiseksi. Mittauksien avulla haluttiin selvittää, kuinka paljon EGR todellisuudessa leikkaa typenoksideja. Opinnäytetyön yhteydessä suunniteltiin myös ohjauslogiikka hiukkasloukun regeneraatiolle.
Ohjainlaitteen säätö toteutettiin laskemalla tarvittavat ruiskutusmäärät riittävien suoritusarvojen saavuttamiseksi ja sen jälkeen säätämällä ruiskutusennakko ja ahtopaine sopiviksi dynamometrissä. Säätö viimeisteltiin ajamalla testiajoa suljetulla alueella ja muuttamalla moottorin reagointiin vaikuttavia arvoja niin, että moottori saatiin reagoimaan johdonmukaisesti vaihtelevissa ajotilanteissa..
Jatkotoimenpiteiden valmistelussa laskettiin auton ajotilapiirroksen, syklin nopeuksien ja vaihteiston välitysten perusteella syklin jokaiselle sekunnille hetkellinen teho ja kierrosluku. Näiden tulosten pohjalta muodostettiin laskentataulukko, jonka tiedoista voidaan laskea kokonaispäästön koko syklin ajalle.
EGR-mittauksessa mitattiin moottorin tuottaman typenoksidin määrä neljästä erilaisesta kuormitustilanteesta, ilman takaisinkierrätystä ja takaisinkierrätyksen kanssa. Saadut tulokset osoittavat selvästi, että järjestelmä toimii tehokkaasti. Takaisinkierrätystä käytettäessä typenoksidipäästöt putosivat murto-osaan verrattuna ilman takaisinkierrätystä mitattuihin tuloksiin.
Regeneraation ohjauslogiikka suunniteltiin seuraamaan hiukkasloukun tukkeutuneisuusastetta pakokaasun vastapaineen perusteella ja tarvittaessa regeneroimaan loukun nostamalla pakokaasun lämpötilaa aktiivisen regeneraation aloittamiseksi.
Ohjainlaitteen säätö toteutettiin laskemalla tarvittavat ruiskutusmäärät riittävien suoritusarvojen saavuttamiseksi ja sen jälkeen säätämällä ruiskutusennakko ja ahtopaine sopiviksi dynamometrissä. Säätö viimeisteltiin ajamalla testiajoa suljetulla alueella ja muuttamalla moottorin reagointiin vaikuttavia arvoja niin, että moottori saatiin reagoimaan johdonmukaisesti vaihtelevissa ajotilanteissa..
Jatkotoimenpiteiden valmistelussa laskettiin auton ajotilapiirroksen, syklin nopeuksien ja vaihteiston välitysten perusteella syklin jokaiselle sekunnille hetkellinen teho ja kierrosluku. Näiden tulosten pohjalta muodostettiin laskentataulukko, jonka tiedoista voidaan laskea kokonaispäästön koko syklin ajalle.
EGR-mittauksessa mitattiin moottorin tuottaman typenoksidin määrä neljästä erilaisesta kuormitustilanteesta, ilman takaisinkierrätystä ja takaisinkierrätyksen kanssa. Saadut tulokset osoittavat selvästi, että järjestelmä toimii tehokkaasti. Takaisinkierrätystä käytettäessä typenoksidipäästöt putosivat murto-osaan verrattuna ilman takaisinkierrätystä mitattuihin tuloksiin.
Regeneraation ohjauslogiikka suunniteltiin seuraamaan hiukkasloukun tukkeutuneisuusastetta pakokaasun vastapaineen perusteella ja tarvittaessa regeneroimaan loukun nostamalla pakokaasun lämpötilaa aktiivisen regeneraation aloittamiseksi.