Polttomoottorin päästöjärjestelmän kalibrointi

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella, valmistaa ja kalibroida DCU, eli dosing control unit ohjattu AdBlue-ruiskutusjärjestelmällä, jolla hallitaan dieselmoottorin tuottamia päästöjä. Samalla tarkoituksena oli oppia ja ymmärtää nykypäiväisen polttomoottorin päästöjen hallintaa ja siihen tarvittavia komponentteja, kuten katalyytin ja AdBluen vaikutusta pakokaasujen reagointiin pakojärjestelmässä. Opinnäytetyö koostuu teoriaosuudesta, työtä selittävistä kuvista, sekä AdBlue-ruiskutusjärjestelmän testaustuloksista ja sitä avaavista taulukoista ja kuvaajista. Opinnäytetyössä tehtävän suunnittelu- ja kalibrointityön avulla AdBlue-ruiskutusjärjestelmän ohjaaminen ja optimointi auttavat yhteistyöyritystä kehittämään päästöjen hallintajärjestelmää entisestään. Opinnäytetyö on suoritettu yhteistyössä Proventia Oy:n kanssa, joka erikoistuu polttomoottorien päästöjen hallintaan.

Polttomoottorien tuottamia päästöjä rajoitetaan koko ajan muuttuvassa maailmassa, jossa pyritään ympäristöystävällisiin ratkaisuihin, jotka eivät rasita ilmastoa ja luontoa. Tämä kehitys päästövapaaseen maailmaan vaatii polttomoottorien päästöjen hallintajärjestelmiltä suurempia laskeumia. Päästöjen hallintajärjestelmien on siis kehityttävä koko ajan tehokkaammaksi, jotta ne voivat saavuttaa viranomaisten asettamat päästörajoitukset. Nykyisillä päästöjärjestelmillä päästään yli 99 % päästöjen alenemaan, kun verrataan polttomoottorilta tulevaa käsittelemätöntä pakokaasua ja päästöjen hallintajärjestelmän jälkeen tulevia kaasuja keskenään.

Opinnäytetyössä käsiteltävä AdBlue-ruiskutusjärjestelmä rakennettiin, kalibroitiin ja testattiin Proventia Oy:n tiloissa Oulunsalossa. Ruiskutusjärjestelmän kalibrointiin käytettiin Proventia Oy:n moottorin ja pakojärjestelmän testaussolua, jossa moottorilla voitiin ajaa simuloituja rasitustestejä. Pakokaasun seurantaan käytettiin Horiban pakokaasuanalysaattoria. AdBlue-ruiskutusjärjestelmää ohjattiin Etasin valmistamalla INCA-ohjelmalla. Osa opinnäytetyön sisällöstä ei julkaista yleiseen jakoon. Opinnäytetyön salattava osuus sisältää tietoja, jotka ovat yrityssalaisuuksia ja tämän takia kyseistä materiaalia ei julkaista. Lisäksi osa tekstistä, kuvista ja taulukoista on muutettu muotoon, jossa vain osa informaatiosta julkaistaan.

The purpose of the thesis was to design, manufacture and calibrate the AdBlue injection system controlled by the DCU, i.e. the dosing control unit, which controls the emissions produced by the internal combustion diesel engine. At the same time, the purpose was to learn and understand the emission control of today's combustion engine and the components needed for it, such as the effect of the catalyst and AdBlue on the reaction of the exhaust gases in the exhaust system. The thesis consists of a theory part, pictures explaining the work, as well as the test results of the AdBlue injection system and the tables and graphs that open it. With the help of the design and calibration work done in the thesis, controlling, and optimizing the AdBlue injection system will help the partner company to further develop the emission control system. The thesis has been carried out in cooperation with Proventia Oy, which specializes in the control of combustion engine emissions.

Emissions produced by internal combustion engines are limited in an ever-changing world, where we strive for environmentally friendly solutions that do not burden the climate and nature. This development towards an emission-free world requires greater calculations from the emission control systems of combustion engines. Emissions management systems must therefore constantly develop more efficiently so that they can reach the emission limits set by the authorities. With the current emission systems, more than 99% of emissions can be reduced when comparing the untreated exhaust gas coming from the combustion engine and the gases coming after the emission control system.

The AdBlue injection system discussed in the thesis is built, calibrated, and tested at Proventia Oy's facilities in Oulunsalo. Proventia Oy's engine and exhaust system testing cell is used to calibrate the injection system, where simulated stress tests can be run on the engine. Horiba's exhaust gas analyzer is used to monitor the exhaust gas. The AdBlue injection system is controlled by the INCA program produced by Etas.

Some of the content of the thesis will not be published for general distribution. The confidential part of the thesis contains information that is a business secret, and for this reason the material in question will not be published. In addition, some of the text, images and tables have been changed to a format where only part of the information is published.