Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 12 Motor Jämförelse Diesel och Bensin. Diesel- och bensinmotorer De stora skillanderna

Relevanta dokument
r c λ >1.1

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 12. Diesel- och bensinmotorer De stora skillanderna

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 9 Motor Jämförelse Diesel och Bensin. Förbränningsprocesserna

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 12 Motor Jämförelse Diesel och Bensin. Förbränningsprocesserna

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 12. Diesel- och bensinmotorer De stora skillanderna

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 14. Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor

Innehållsförteckning. Tändningsloopen. Repetition Ottocykelns effektivitet. Motor Knack Oktantal Oktantal & Knack. Tändningsreglering

Innehållsförteckning. Nedskalning och överladdning. Kompressor och Turbin Modeller. Motor Repetition Turboreglering. Motor Knack. Tändningsreglering

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 14. Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor

Förbränningsmotorer. Per Tunestål

Huvudlooparna. Luft och bränsle Arbete och emissioner. Indikatordiagram. En kort sammanfattning av termodynamiken

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Kortfattat facit till Tentamen TSFS 05 Fordonssystem 22 december, 2009, kl 8-12

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 3 Arbetsprinciper, termodynamik och modeller för motormoment

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 3 Arbetsprinciper, termodynamik och modeller för motormoment

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 8 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 8. strömningslära, miniräknare.

BMW MOTORTEKNOLOGI. DIESEL

Fordonssystem. TSFS05 Fordonssystem. Vilka är de viktigaste egenskaperna för ett fordon? Genomgång av kursinformationen. Frivillig laboration?

Regelverk. Arlanda

Slutet på början p.1

Diesel Tuning Module Teknisk Guide

Wynn s Diesel EGR 3 Aerosol Luftintag rengöring.

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 07 Motor MVEM och Turbo. Modelleringsstrategi MVEM

C a H b +(a+ b 4 )(O N 2 ) aco 2 + b 2 H 2O+3.773(a+ b 4 )N 2. (A/F) = m a

Scanias 13-litersmotor ett genombrott för gas i fjärrtrafik

Alternativa drivmedel och ny fordonsteknik. Marcus Olsson Volvo Lastvagnar Sverige

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 2. En viktig bild. Vilka är de viktigaste egenskaperna för ett fordon? Vad är luft?

Innehållsförteckning

Kap 9 kretsprocesser med gas som medium

Scania och gasmotorer. Rutger Hörndahl, Bussmarknad Scania-Bilar Sverige AB

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 8 Motor Övergripande reglering, laddtryck, knack och knackreglering

Miljöfordon. Fredrik Ohlsson Produktchef Norden

Statoils nya Diesel. Tekniska fördelar och funktion

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 4 Momentmodellen, Motorreglering

PONSSE-SKOGSMASKINER OCH SCR-MOTORTEKNIK

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 11. Nedskalning och överladdning. Modelleringsstrategi MVEM. Kompressor och Turbin Modeller

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 06 Motor MVEM och Turbo. Kursinformation.

Kapitel 6 Sökande och förbättrande. Motorhistoria Mattias Krysander

STEG IV-MOTORER kw

8. AVGASRENING Avgasemissioner och avgasrening Avgaskrav för arbetsmaskiner

Innehållsförteckning. Kompressor och Turbin Modeller. Nedskalning och överladdning. Motor Repetition. Övergripande Reglering.

Supertech Sverige AB

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 06 Motor MVEM och Turbo. Kursinformation.

Förbränning. En kort introduktion Christian Brackmann

EBK system Suzuki GSXR Provat i Särimner Laddis. Komp

Kap 9 kretsprocesser med gas som medium

Motorkoncept 2. Nhut Lam, doktorand. Avd. för förbränningsmotorer, Lunds Universitet

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 6 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 6. strömningslära, miniräknare.

Partikelemissioner från Sjöfart

Lagstiftning för dieselmotorer i entreprenadmaskiner Off-Road

Ny global motorplattform säkerställer optimal prestanda för alla transportörer

Ottos fyrtaktsmotor. Marcus Klein. Vehicular Systems Dept. of Electrical Engineering Linköping University, Sweden.

Verkliga utsläpp från fartyg

Klassningssystem. På den amerikanska marknaden sätts kraven och klassificeringen genom en etablerad process som leds av API, AAM EMA och ACC.

Kan lägre metanhalt göra biogasen mer lönsam?

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 9 Drivlina modellering. Drivlinans komponenter.

Gas och LNG för hållbara transporter. Gas i tunga transporter? Trafikverkets bedömning

En vals om 2-taktsmotorns tidiga andetag

Översikt. TSFS06 Diagnos och övervakning Föreläsning 8 - Change detection. Change detection. Change detection

Mer om medelvärdesmodellering av motorer Generell modelleringsstrategi

Scaniamotorer för lastbilar och bussar september 2009

KOMMISSIONENS DIREKTIV.../ /EU. av den XXX

Kursinformation. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 9 Drivlina modellering. Drivlinans komponenter. Innehållsförteckning

Introduktionsuppgifter till kurserna. Hydraulik och Pneumatik & Fluidmekanisk Systemteknik

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 7 Drivlina Reglering. Drivlina - Reglering. Drivlina - Reglering. Drivlina - Reglering

ARBETSGIVANDE GASCYKLER

Diesel eller Bensin? Av: Carl-Henrik Laulaja 9A

Why Steam Engine again??

MDE - Dual fuel ETT RENARE ALTERNATIV

Minskat koldioxidutsläpp med naturgasdrivna fordon

DVU-HP. Integrerat reversibelt värmepumpsystem

Effekter av utsläppshandel och andra styrmedel. Per Kågeson, Nature Associates LNG och sjöfart

TEKNISKA LASTBILAR Johan Ameen - Scania Ken V.G Martinsen - Iveco

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 7 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 7. strömningslära, miniräknare.

Tio motoralternativ som alla klarar miljökraven i Euro 5 Nya snåla dieselmotorer ger 120 mils räckvidd Fyror och sexor med och utan turbo

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 06 Motor MVEM och Turbo. Kursinformation.

Dieselmotorn på kort och lång sikt av Per Kågeson

Handbok för vägtrafikens luftföroreningar

Termodynamik (repetition mm)

Lamellkompressor HV 01 04

Alternativa bränslen i emissionslagstiftningen för fordon

Motor Begrepp. Fordonssystem. Fordonssystem. är att sträva efter: Fordon är idag datoriserad maskiner.

Bensinmotorer fram till 1900 Motorhistoria 2002

Quickguide HWAM SmartControl Wi-Fi frekvens: 2,4-2,4835 GHz.

Utsläpps Kontrollerade Generator bilresa Version. Generation Förskjutning (liter) Dieselbränsle Luft till luft intercooler Turboladdad

Energieffektivitet. ... med varvtalsreglerade drivanordning med frekvensomformare

SÅ PÅVERKAR KALLSTARTER MILJÖN

Banverket, Bilaga 4 Thomas Ivarsson, SM

Nya prestandamöjligheter med bioetanol

Leading the way towards truly sustainable shipping. Carl Fagergren Project Manager Ship design & Newbuilding 1

VOLVO PENTA VÅRSÄSONG 2009 TIPS FRÅN DIN ÅTERFÖRSÄLJARE

Johan Améen Alternative fuels Scania-Bilar Sverige

Linköpings tekniska högskola IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 8. strömningslära, miniräknare.

Honda Nordic AB (PE) Box Malmö

Inneha llsfo rteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor

KOMMISSIONENS DIREKTIV.../ /EU. av den XXX

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 07 Motor MVEM och Turbo. Modelleringsstrategi MVEM

Föreläsning i termodynamik 28 september 2011 Lars Nilsson

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 9. Drivlina. Drivlina Modellering. Model-Based Control. Drivlina Reglering

Transkript:

TSFS5 Fordonssystem Fö 1 Jämförelse och Bensin Lars Eriksson - Kursansvarig Fordonssystem, Institutionen för Systemteknik Linköpings universitet larer@isy.liu.se Överladdning Avancerade koncept November 1, 11 Överladdning Avancerade koncept - och bensinmotorer De stora skillanderna Bensin (Spark Ignited) (Compression Ignited) Bränsle Bensin Luftintag Trottel Raka rör Bränsleinsprutning I insugningssystemet Direkt i cylindern Laständring Luftflöde p i Bränslemängd Q i n Luft- & bränsleblandning Homogen Stratifierad Förbränningsstart Tändgnista Självantänder Förbrännigstyp Förblandad Diffussion Emissioner CO, HC och NO x NO x och partiklar 3-vägskatalysator partikelfälla de-nox-katalysator r c 8 1 1 4 λ.5 1.5 >1.1 Förbränningsprocesserna Huvudsakliga skillnader mellan diesel- och bensinmotorer Bensin Hot post flame region Spark plug Fuel injector Flame front Hot combustion region Rich region 1111 1111 Air Fuel and air mixture Bränsleinjektion och förbränningsprincipen är helt olika. I bensinmotorerna sprutas bensinen utanför inloppsporten så att bränslet förångas och blandas ordentligt innan förbränningen. Förbränningen initieras med tändstiftet. I dieselmotorn sugs bara luft in under insugsslaget och dieseln injiceras direkt i förbränningskammaren under högt tryck. Bränslet självantänder pga den höga temperaturen efter förbränningen. Det finns ingen trottel i dieselmotorn. En bensinmotor arbetar mycket nära stökiometrisk blandning, λ = 1, medans en diesel alltid körs magert λ > 1.3. Perspektiv på dieselmotorer i personbilar Perspektiv på dieselmotorer i personbilar motorerna är och har länge varit den enda motortypen i tunga applikationer. Innan 199 var marknadsandelen kopplad till bränslekostnaden. Efter 199 har den gått från 14% till 4% i 3 trots att den relativa skillnaden i pris mellan diesel och bensin har varit nästan konstant under samma tidsperiod. Minst två viktiga steg i teknikutvecklingen under perioden Direktinsprutning, där Audi var först 1989. I mitten av 9-talet utvecklades common rail systemen och nådde marknaden 1997. Dessa två och andra teknologier gjorde det möjligt att öka injektionstrycket mer exakt kunna styra andelen bränsle, till och med multipla injektioner.

Enhetsinsprutare Common rail Skisser på bensin och dieselmotorer Hur beskriver man motorns prestanda? Gasoline Air filter Air filter Intercooler Air flow meter Aftercooler 1 1 1 1 1 Throttle Compressor Turbine Shaft Intake Exhaust Compressor Turbine Shaft Turbine VG Turbine Intake Engine Waste Gate Exhaust Engine Catalyst EGR Valve EGR Cooler Exhaust Pipe Moderna motorer är alltid utrustade med turbo. Ett pv-diagram, uppmätt på en dieselmotor Försumbara pumpförluster Pressure Volume Diagram 18 16 14 1 1 8 6 4 Pressure Volume Diagram.5 1 1.5.5 Ingen ideal cykel! Inte konstanttryckförbränning. 15 1 5 3.5.5.5 1 1.5.5 3 Low Pressure Part.5 1 1.5.5 Momentmodell (välkänd): W i,n = W i,g W pump W fric W i,g m f W pump W fric = V d FMEP(N,...) Lastförändringsprincip i Bensin- och motorn Lastförändringsprincip i Bensin- och motorn 14 14 engine 4 3 engine 1 1 35 5 1 1 3 5 Pressure [MPa] 8 6 8 6 Temperature [K] 15 15 1 4 4 1 5 5 5 1 15 5 1 15 5 1 15 5 1 15

Musseldiagram Hur är det med motorns emissioner? En dieselmotor och en bensinmotor sfc [g/kwh] Specific fuel consumption [g/kwh] 4 18 16 3 14 18 Torque [Nm] 1 1 8 6 4 1 3 4 6 5 195 5 3 5 5 8 1 1 14 16 18 Engine speed [rpm] 1 3 4 5 3 Engine torque [Nm] 16 14 1 1 8 6 4 4 4 5 6 7 8 9 3 3 35 1 15 5 3 35 4 45 Engine speed [RPM] Jämförelse av absoluta sfc-tal är inte riktigt rättvis pga olika motorstorlek, 11.7 respektive.3 liter. motorns emissionsavvägning Varför har motorn höga NO x? 4 3 engine 35 5 3 5 Temperature [K] 15 15 1 1 5 5 Emissionerna är i huvudsak partiklar och NO x. 5 1 15 Global temperatur är inte nyckeln. 5 1 15 Varför har motorn höga NO x? Hur reducerar man den lokala temperaturen? Bensin Hot post flame region Spark plug Fuel injector Flame front Hot combustion region Rich region 1111 1111 Air Fuel and air mixture T = m f q HV m f q HV = m tot c v m a +m f +m r c v Blandningen brinner vid gynnsamma förhållanden runt λ = 1 Residualgas, dvs EGR Lokala temperaturen är nyckeln. EGR och VGT system Fördelar och nackdelar Effektivitet Tre fördelar för dieselmotorn Högre kompression Lägre pumpförluster Mager blandning Emissioner Tre nackdelar för dieselmotorn Höga NOx emissioner Skiktad och mager blandning λ > 1 samt hög kompression Ingen enkel efterbehandling mager blandning λ > 1 Sot- och partikelbildning stratifierad blandning

motorer och ljud motorer och ljud Bränslereglering Principskiss av mulitpla bränsleinsprutningar Två system i för de två delarna i bränsleregleringen. Lågtrycksdel fuel supply system Högtrycksdel fuel injection system Lågtrycksdelen förbereder bränslet genom filtrering och vattenseparation för att slutligen leverera bränslet till högtrycksdelen. Det finns några regleringsaspekter i lågttrycksdelen, såsom förvärmning i vissa fall. Huvuddelen av regleringen ligger i högtrycksdelen. - Avancerade koncept Överladdning Avancerade koncept Engines are now computerized machines. Nya mekanisk design. Dessa möjliggörs av, och förlitar sig på, styrsystemen. Nya metoder för signaltolkning. Tillgänglighet på beräkningskapacitet och nätverks teknologier har öppnat upp för nya möjligheter. - Avancerade koncept Nya? Super charging: Turbo Variable compression (vǫ) Gasoline direct injection GDI Styrsystem är basen Överladdning Avancerade koncept

Kompression och effektivitet Variabel kompression, v ǫ Luft och bränsle arbete och emissioner ǫ = r c = V d +V c V c pv-diagram med standardcykler som modell av uppmätt indikatordiagram. { Otto: ηf,i = 1 1, rc Cykeleffektiviteten γ 1 : η f,i = 1 1 β γ 1 rc γ 1 (β 1)γ r c Knack Begränsning vid höga temperaturer (höga laster). Kan man göra något åt kompromissen? - Variabel kompression - Variabel kompression - Variabel kompression GDI - fusion av diesel och bensin Intressanta utmaningar: Samtidig styrning av kompression och tändning Kompressorinkoppling Strategier för trottel Samtidig styrning av huvudtrottel och kompressor by-pass Låg last fullt öppet spjäll sen injektionstidpunkt stratifierad blandning, lokalt λ [.5, 1.3] Hög last Delvis stängt spjäll tidig injektionstidpunkt λ = 1 (för emissionsrening) Konceptet kräver avancerade styrsystem.