AGCO Power 74 AWF -työkonedieselmoottorin lämmönhallintatutkimus

Abstract

Tämä opinnäytetyö on osa moottoritutkimusta, jonka tavoitteena on saada moottori vastaamaan tulevia päästönormeja etenkin hiukkaspäästöjen osalta. Hiukkaspäästöjen rajoitusten tiukentuessa joudutaan ottamaan käyttöön hiukkassuodatin, joka lisää vaatimuksia moottorin raakapäästöjen sekä pakokaasun lämpötilan osalta.

Työssä tutkittiin mahdollisuuksia nostaa pakokaasujen lämpötilaa erilaisilla parametrimuutoksilla, sekä uutena menetelmänä tutkittiin mahdollisuutta pakoläpän käyttöön moottorin pakokaasujen lämmönhallinnassa. Hiukkassuodattimen regeneroitumista transienttisyklien aikana tutkittiin modifioiduilla parametreilla.

Tutkimukset suoritettiin AGCO Powerin toimeksiannosta. Tutkimukset Turun ammattikorkeakoulun polttomoottorilaboratoriossa ajoittuivat kevääseen ja kesään 2016, jona aikana suoritettiin lukuisia eri testiajoja.

Käytettäessä pakoläppää pakokaasujen lämpötilan nostamiseen huomattiin, että polttoaineen ominaiskulutus on suurempi verrattuna imuläpän käyttöön. Myös päästöissä havaittiin eroja käytettäessä pakoläppää lämmönhallintaan. Regenerointitutkimuksessa havaittiin hiukkassuodattimen regeneroitumisen olevan huomattavasti nopeampaa käytettäessä parametreja, joilla pakokaasujen lämpötila oli korkeampi.

This thesis is part of an engine research the purpose of which is to develop an engine that meets the future emission standards for particulate emissions. In future, most engines will be equipped with a diesel particulate filter to meet the newest emission standards. The use of a diesel particulate filter increases requirements of engine’s raw emissions and exhaust gas temperatures.

The study focused on engine thermal management, which means controlling the exhaust gas temperature by means of parameter changes and by reducing the air mass flow. As a new method, the use of exhaust gas choking valve for reducing air flow was tested. The regeneration of a diesel particulate filter during a transient cycle was tested with the reference and modified parameters.

The research was made in cooperating with AGCO Power. The tests took place in spring and summer 2016 and were made at the engine research laboratory of Turku University of Applied Sciences. During the time, several static and transient test drives were made.

The use of an exhaust valve influenced on the specified fuel consumption by raising it, compared to the use of a throttle valve. There were also notable differences in emissions between these two methods. The regeneration of a diesel particulate filter was significantly faster with the modified parameters than with the reference parameters.