Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Modellering av oljedegenerering
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Theoretical Physics, Condensed Matter Theory.
2011 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Examensarbetets mål var att skapa en modell för oljedegenerering, för implementering i lastbilens styrsystem. En modell som är lämplig för implementering måste vara enkel nog för att kunna hanteras av styrsystemet och samtidigt tillförlitlig nog för att varken över- eller underskatta oljebytesintervallet allt för mycket. Onödigt täta oljebyten medför ökade kostnader för ny olja och produktionsbortfall medan för glesa oljebyten kan orsaka allvarliga skador på motorn med tillhörande kostnader.

Modellen delades upp i fyra delmodeller svarandes mot dom olika processer som styr oljedegenereringen; bränsleutspädning, kemisk degradering, sotinblandning och kondensbildning. Delmodellerna skapades med utgångspunkt i publicerade studier av dom olika förloppen varefter dom implementerades i Matlab och jämfördes med mätdata som fanns tillgängliga på Scania. Då det varmöjligt jämfördes olika modifieringar av modellerna för att undersöka vilken som gav bäst överrensstämmelse med mätdata.

Bränsleutspädning, sotbildning och vattenutspädning är relativt väl förstådda förlopp och deras beroende av olika parametrar är välkänt. Oljans kemiska degradering är ett betydligt mer komplicerat förlopp som beror av ett flertal olika faktorer och som därför är betydligt svårare att modellera.

Av dom fyra delmodeller som skapades gav modellen för bränsleutspädning bäst överrensstämmelse då den jämfördes med mätdata. Data fanns endast tillgängliga för bränslets avdunstning ur oljesumpen och det är därför okänt hur väl modellen för inflödet stämmer. Då modellen för inflöde är kraftigt förenklad finns det anledning att misstänka att överrensstämmelsen inte är allt för god. Modellen för oljedegradering gick inte att verifiera med tillgängliga data och ytterligare försök är nödvändiga. Det konstaterades att oljetemperaturen är viktig för degraderingstakten, men att en modell baserad enbart på temperaturen inte är tillräcklig.

Inte heller vattenutspädningsmodellen kunde verifieras. För detta kommer det att krävas direkt mätning av varje delflöde i modellen, vilket kommer att möjliggöra en noggrann verifiering med endast ett fåtal mätningar. Den modell för oljesotbildning som fanns tillgänglig på Scania bedömdes vara tillräckligt bra och ingen ytterligare utveckling av denna modell har gjorts. Modellen har endast dokumenterats kortfattat.

Abstract [en]

The aim of this thesis project was to create a model of engine oil deterioration, suitable for implementation in the engine control unit. To this end, the model has to be sufficiently simple not to unnecessarily waste limited computing power and yet exact enough not to over- or underestimate the oil change interval too much. Too frequent oil changes mean an unnecessary extra cost for new oil and loss of availability while too long oil change intervals may damage the engine, at an even greater cost. The model was divided into four sub-models, one for each of the processes that cause oil deterioration, i.e. dilution by fuel, chemical degradation, soot contamination and dilution by water. The models created were based on publicized scientific studies of the various processes. In order to validate the models they were implemented in Matlab and compared with experiment data. Various modification attempts were made and the resulting models were evaluated based on their correspondence with measurements.

Dilution by fuel, dilution by water and soot contamination are all processes whose causes and dynamics are relatively well known. Oil degradation on the other hand is a complex process that depends on a large number of factors which makes it very complicated to model. This is especially problematic as oil degradation usually is limiting for oil change intervals.

Out of the four sub-models that were created, the model for fuel dilution gave the best correspondence with measurements. However data was only available for the part of the model handling evaporation and thus it is unknown how well the model for fuel influx performs. As the model is very simple there is reason to believe that the correspondence between the modelled influx and the actual influx is not very good. The model for oil degradation could not be validated using the available data and further experiments are necessary. However it was concluded from the data available that a model based only on oil temperature, as was first intended, will not be sufficient. The water dilution model was reasonably accurate in predicting average water concentrations, but missed short term variations completely. In order to fully validate the model, further experiments, where the various rates of condensation are measured, will be necessary. The model for oil-soot already available at Scania was considered sufficient and no further work has been done on this model. A short description of the model has been included for completeness.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 93 p.
Series
Trita-FYS, ISSN 0280-316X ; 11
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-49689OAI: oai:DiVA.org:kth-49689DiVA: diva2:460076
Educational program
Master of Science in Engineering -Engineering Physics
Uppsok
Physics, Chemistry, Mathematics
Available from: 2011-11-29 Created: 2011-11-29 Last updated: 2011-11-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(938 kB)329 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 938 kBChecksum SHA-512
9b937c72d9254cece09ecc422b9e3afd7828fb6615e96b70db85da40dff9520032e253637703365d282a6aa0ac248927d38c1cc74c1c92898bef7983c0857410
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Condensed Matter Theory
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 329 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 92 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf