Sähköavustetun turboahtimen vaikutus työkonedieselmoottorin suorituskykyyn.

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin miten sähköavustetulla turboahtimella varustettu polttomoottori käyttäytyy eri kuormannostotilanteissa sekä sen vaikutusta moottorin suorituskykyyn ja -polttoainetalouteen. Tutkimus tehtiin kokeellisena tutkimuksena vuonna 2022 Turun ammattikorkeakoulun moottori- ja voimalinjalaboratoriossa. Kirjallisuusosio käsittelee dieselpolttomoottorin turboahtamista ja turboahtamiseen liittyviä ongelmia, sekä sitä miten sähköavustettu ahdin pyrkii ratkaisemaan ne.

Tutkimuksessa prototyyppiahtimella ajettiin staattisia- ja dynaamisia koeajoja pyörövirtadynamometriin kytkettynä. Tutkimuksen yhteydessä turbon toiminnasta vastaavan elektronisen moottorinohjausyksikön parametreja paranneltiin ja tutkittiin. Tulosten vertailussa vertailtiin erityyppisten kuormitusajojen tuloksia. Tutkimuksessa ajettiin muuttuvakuormitteisia ajosyklejä ajaen prototyyppiahdinta sähköavustuksella sekä referenssitilassa ilman avustusta.

Sähköavustetulla ahtimella kuormannoston vasteaika parani referenssiin verrattuna. Sähköavustetun ahtimen avulla saavutetaan iskutilavuudeltaan suuremman koneen kuormannostovaste, jolloin voidaan valita pienempi moottorikoko. Pienemmän moottorin myötä kasvihuonepäästöt ja polttoaineenkulutus pienenevät mutta moottorin käyttöalue pysyy hyötysuhteen kannalta paremmilla kierrosalueella.