Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
VVA-strategier för avgastemperaturhöjning på en HD-Dieselmotor
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2012 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Variable Valve Actuation Strategies for Exhaust Thermal Management on a HD Diesel Engine (English)
Abstract [sv]

Regulations on the exhaust emissions of HD-diesel engines are becoming more and more stringent, and therefore, emission after-treatment systems are commonly used. These systems rely on catalytic conversion of NOx,CO , and HC emissions, and are thus dependant on temperature. At low load of the engine, exhaust temperatures are not sufficient for the after-treatment components. Therefore, means to increase the exhaust temperature while maintaining low emissions and fuel consumption are needed.

The focus of this project has been to develop strategies for the lift profiles of exhaust and intake valves in the engine, with the goal to raise exhaust temperature in combination with low emissions and fuel consumption. The strategies have been tested in a single-cylinder research engine equipped with a hydraulic variable valve actuation system. Conventional strategies used to raise the exhaust temperature were also tested and compared to the valve strategies developed in this project.

The results show that all strategies tested increased the exhaust temperature at low loads, but by different magnitude, different emissions, and fuel consumption. The exhaust brake showed highest potential for heating the exhaust after-treatment system quickly, and opening of the exhaust valve during the intake stroke in combination with intake throttle was most efficient for maintaining the temperature with low fuel consumption. It also proved that this lift height can be kept constant at different loads by the use of throttle, exhaust brake, or Miller late intake valve closing. The strategies of Miller, valve lift during the intake or exhaust strokes, and valve phase shift also proved to reduce NOx emissions at loads up to 50% .

It can be concluded that variable valve actuation can be used to increase exhaust temperature at low load, and that there is also a great potential of reducing emissions at the same time.

Abstract [sv]

Med hårdare lagkrav på emissioner från tunga Dieselmotorer behövs ofta efterbehandlingssystem för att katalytiskt omvandla NOx,CO och HC -emissioner. Dessa katalytiska system är temperaturberoende, och tillräcklig temperatur uppnås ofta inte i avgaserna från en modern Dieselmotor under låglast. På grund av detta krävs åtgärder för att höja avgastemperaturen samtidigt som låga avgasemissioner och låg bränsleförbrukning bibehålls.

Detta projekt har varit fokuserat på att utveckla strategier för avgas- och insugsventil-lyftprofiler med målet att höja avgastemperatur i kombination med låga emissioner och låg bränsleförbrukning. Strategierna har testats på en encylindermotor utrustad med hydrauliska variabla ventiler. Konventionella strategier som används för att höja avgastemperaturen har också testats och jämförts med de ventilstrategier som har utvecklats i detta projekt.

Alla strategier som testades i detta projekt höjde avgastemperaturen, men olika mycket och med olika avgasemissioner och bränsleförbrukning. Avgasbroms visade störst potential för att snabbt värma upp ett efterbehandlingssystem, och lyft av avgasventilerna under insugstakten i kombination med inloppstrottel visade störst potential för att bibehålla avgastemperaturen i relation till låg bränsleförbrukning. Det visade sig även att denna lyfthöjd kan hållas konstant vid olika last genom att kompensera med trottel, avgasbroms eller Miller sen stängning. Emissioner i form av NOx kunde sänkas genom Miller, ventilöppning under insug eller avgastakt, eller fasförskjutning av ventiler på laster upp till 50%.

Slutsatsen som kan dras är att de variabla ventilstrategier som testats i detta projekt kan användas för att höja avgastemperaturen vid låglast, och att det finns stor potential att samtidigt minska avgasemissioner.

Place, publisher, year, edition, pages
, MMK 2012:09 MFM 140
National Category
Engineering and Technology
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99270OAI: diva2:541747
Available from: 2012-07-23 Created: 2012-07-23 Last updated: 2012-07-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Anders Wickström(2124 kB)544 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2124 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 544 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

Total: 586 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link