Dieselmoottorin ruiskutusparametrien optimointi Neste Oilin NEXBTL- polttoainetta käytettäessä

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia, saadaanko Neste Oilin NEXBTL-polttoaineella vähennettyä pakokaasupäästöjä verrattuna fossiiliseen polttoaineeseen, jota käytettiin tässä tutkimuksessa referenssipolttoaineena. Tavoitteena oli saada mahdollinen päästöjen vähenemä hyödynnettyä kulutusetuna, kun moottorin päästöt optimoidaan referenssipolttoaineen tasolle. Tutkimus suoritettiin Agco Powerin 44 AWI - työkonedieselmoottorilla ilman pakokaasun jälkikäsittelylaitteistoja. NEXBTL-polttoaine on biopolttoainetta, josta käytetään termiä RPD. Se valmistetaan sataprosenttisesti uusiutuvista raaka-aineista eli kasviöljyä ja eläinrasvoja vetykäsittelemällä.

Moottoriin tehtiin useita yksittäisiä ruiskutuksen säätöjä. Ruiskutuksen säätöjä olivat pääruiskutuksen muuttaminen yhdellä asteella aikaisemmaksi, ruiskutuspaineen nosto kymmenellä barilla, esiruiskutuksen aikaistus 500 millisekuntia esiruiskutuksen ja määrän lisääminen kahdesta kolmeen milligrammaan. Esiruiskutus otettiin myös kokonaan pois käytöstä.

Lähimmäksi referenssipolttoaineen NOX-päästöjä päästiin 100-prosenttisella NEXBTL-dieselillä esiruiskutuksen aikaistamisella 500 millisekuntilla. Tilavuuspohjaisesti 50-50-sekoitetulla seospolttoaineella lähimmäksi referenssipolttoaineen typenoksidipäästöjä päästiin pääruiskutuksen ennakon aikaistamisella. Päästöjen vähenemää ei kuitenkaan saavutettu niin paljon kuin odotettiin edeltävien tuloksien perusteella, jolloin optimointivaraa jäi vähemmän.

The purpose of this project was to investigate Neste Oil's NEXBTL renewable fuel exhaust emissions when compared to fossil fuel what was used in this project as a reference fuel. The aim was to take the potential emissions reduction to the consumption advantage when engine emissions are optimized to the reference fuel level. The study was conducted Agco Power 44 AWI - off-road engine with no exhaust gas after treatment systems. NEXBTL renewable fuel is a biofuel, which is also referred to as RPD. It is produced by one hundred percent renewable raw materials, such as vegetable oil and hydrotreating animal fats.

To the engine were made several individual injection adjustments. The injection adjustments includes changing the main injection to one degree earlier, lifting the injection pressure by ten bar, advancing the pilot injection by 500 milliseconds, increasing the amount of pre-injection two to three milligrams. Pilot injection was also disabled.

The closest reference fuel NOx emissions were achieved with 100 % NEXBTL renewable fuel advancing pilot injection by 500 milliseconds. 50-50-volume mixed fuel was reached nearest to reference fuel emissions with advancing main injection. Decreases in emissions were not achieved as much as expected based on the previous results, when the optimization of reserves was less.