Uusiutuvan dieselpolttoaineen testauksen suunnittelu ja testimoottorin valmistaminen

Abstract

Tämä opinnäytetyö on tehty osana Metropolia Tekes-rahoitteista Concept Car -hanketta. Opinnäytetyössä on suunniteltu uusiutuvien dieselpolttoaineiden tutkimusmenetelmä sekä suunniteltu ja rakennettu testaamiseen sopiva laitteisto. Uusiutuvien dieselpolttoaineiden vaikutusta dieselmoottorissa on aiemmin tutkittu vain suurikokoisilla testimoottoreilla. Tässä opinnäytetyössä suunniteltuun testauslaitteistoon on valittu mahdollisimman pienikokoinen testimoottori, jolla voidaan tutkia polttoaineen vaikutusta suorituskykyyn, päästöihin ja kulutukseen.

Opinnäytetyössä on kuvattu valitun Volkswagenin 1,2 litraisen TDI -moottorin asentaminen SuperFlow-moottoridynamometriin. Edelleen työssä on kuvattu myös moottorinohjauksen asentamisen ja moottorin toimintakuntoon saattamisen työvaiheet. Moottorinohjauksen osalta opinnäytetyö on rajattu ainoastaan moottorin ja sen toimilaitteiden käyntikuntoon saattamiseen. Dieselmoottorin säädön perusteet esitetään työssä vain teorian osalta. Mittaustulosten analysointiin on suunniteltu ajotilapiirros, joka mahdollistaa testauslaitteistolla mitattujen arvojen käyttämisen mallintamaan moottorin toimintaa minkä tahansa ajosyklin aikana missä tahansa ajoneuvossa. Opinnäytetyön lopputuloksena syntyi dieselpolttoaineen testauslaitteisto sekä tulosten tehokkaaseen analysointiin työkalut, joilla tullaan jatkossa tutkimaan uusiutuvia dieselpolttoaineita osana Concept Car -hanketta.

This Bachelor´s thesis was carried out during the design process of a Concept Car funded by Tekes (The Finnish Funding Agency for Technology and Innovation) at the Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. The objective of this thesis was to design a test procedure for examining renewable diesel fuels and to design and fabricate test equipment for testing them. The impact of renewable diesel fuels has been examined previously with big test engines only. In this thesis the smallest suitable test engine was chosen for testing the effects of the fuel on performance, emissions and consumption.

This thesis describes how the Volkswagen 1.2 lire TDI engine was installed on the Super- Flow dynamometer. The installation of the engine management system is also described as well as the different stages of the process required to get the engine running. Only the procedures required to make the engine and all of its actuators function are included in this thesis. Only the fundamental theories of diesel engine management are described. To analyze test results, a tractive force diagram was designed. It allows the use of the measured values to be used for simulating the functioning of the test engine on any given test cycle in any given car. As a result of this thesis the test equipment for testing renewable diesel fuels and the tools for analyzing the test results effectively were created. Both these tools will be used to examine renewable diesel fuels as part of the Concept Car project.