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
Insprutningens börvärde för en direktinsprutad dieselmotor
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2010 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Reference value for the injection in a direct injected diesel engine (English)
Abstract [sv]

Studien visar att start av förbränning kan beräknas med god noggrannhet. Det har dock inte

framkommit några konkreta fördelar med att välja start av förbränning som nytt börvärde

gentemot dagens börvärde. Rekommendationen är därför att behålla dagens börvärde. Med

det är det inte sagt att modellen inte kan utnyttjas i styrsystemet, det kan finnas fall då det kan

vara till stor hjälp att veta längden på tändfördröjningen och på så sätt exempelvis få en

uppfattning av om andelen förblandad förbränning.

Allt hårdare emissionslagstiftningar driver utvecklingen av dieselmotorn och tvingar

fordonstillverkarna att ständigt jobba mot lägre emissionshalter. De senaste dryga 15 åren från

den första standarden Euro I fram till dagens standard Euro V har emissionsnivåerna minskats

kraftigt. Förslagen inför 2013 års norm Euro VI sänker nivåerna ytterligare och reducerar

tillåtna nivåer av de för dieselmotorn kritiska emissionerna kväveoxider (NO

x) och partiklar

med 80 respektive 50 procent. För att kunna möta dessa krav ställs det höga krav på motorer

både gällande hård och mjukvara. Avsikten med denna studie som utförts som ett

examensarbete på gruppen för funktionsutveckling på Scania CV AB är att om möjligt

förbättra kontrollen över förbränningsprocessen.

Frågan som besvaras är huruvida insprutningens börvärde som idag är centrum av insprutning

bör ändras och i så fall till vad. Förslag till nytt börvärde var bland annat start av förbränning

och vevvinkel för 50 procent förbränt. Varken start av förbränning eller vevvinkel för 50

procent förbränt är i dagens styrsystem kända parametrar. Större delen av arbetet har därför

använts till att skapa en ny kompenseringsmodell som beräknar tändfördröjningen och dels till

att modellera förbränningsförloppet med hjälp av en enkel Wiebefunktion.

Tändfördröjningen beräknas genom att använda en grundläggande tändfördröjningsmodell

skapad av Hardenberg och Hase 1979 [5] som kompenseras med en ny modell vilken tar

hänsyn till bland annat EGR, motorvattentemperatur och insprutningsvinkel. Modellen

beräknar tändfördröjningen med god noggrannhet och kan således användas för att uppskatta

start av förbränning.

Wiebefunktionen som ursprungligen är skapad för Ottoförbränning klarar av att i vissa fall

uppskatta förbrännigsförloppet i en dieselmotor. De fallen som det gäller är framför allt HCCI

liknande förbränningsförlopp där tändfördröjningen är lång och i stort sett hela

bränslemängden hinner omblandas med luften innan förbränningsstart. Då dieselförbränning i

de allra flesta fall innefattar en del blandningsstyrd förbrännig så klarar en Wiebefunktion inte

av att uppskatta förbränningsförloppet.

 

 

 

Abstract [en]

The development of diesel engines is driven by tightening emission legislations. The last 15

years up to today's standard Euro V, emission levels have been seriously reduced. The

proposals for the 2013 Euro VI standard is to lower the levels for diesel engines critical

emissions, nitrogen oxides (NOx) and particulate by 80 respectively 50 percent. To meet these

requirements the demands on engines in both hardware and software perspective are high.

The purpose of this study is if possible improve the control and extend information of the

combustion process. The study is performed as a master thesis on the group of function

development at Scania CV AB.

The question to be answered is whether the set point of the injection which today is centre of

injection should be changed and if so to what. Proposal for a new set point include start of

combustion and crank angle 50 percent burned. Neither start of combustion nor crank angle

50 percent burned is known parameters in today's control unit. For this reason a big part of the

thesis is to calculate the ignition delay and also the combustion shape. Hardenberg and Hase

presented an ignition delay model 1979 [5], this model is the foundation of the new ignition

delay formula presented in this work. The new model compensates for parameters affecting

the ignition delay in today's modern engines for example EGR, engine water temperature and

start of injection. A Wiebe function is used to calculate mass fraction burned fuel and the

shape of combustion.

The Wiebe function which was originally created for Otto combustion is capable in some

cases to estimate the mass fraction burned fuel and the shape of the combustion in a diesel

engine. The function works when the combustion is similar to HCCI combustion, in which the

ignition delay is long and virtually the entire amount of fuel is premixed with air before start

of combustion. Since diesel combustion in most cases involves mixing controlled combustion,

it is not possible to estimate the combustion process with a Wiebe function.

The study shows that start of combustion can be calculated with good accuracy. However, it

has no practical advantages to choose start of combustion as a new set point against the

current set point. The recommendation is therefore to maintain the current set point. With that,

it is not to say that the model can not be exploited in the control unit, on the other hand there

may be cases where it can be very helpful to know the length of ignition delay and thus for

example, have an idea of the proportion of the premixed combustion.

Place, publisher, year, edition, pages
2010.
Series
MMK 2010:36 MFM128
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99319OAI: oai:DiVA.org:kth-99319DiVA: diva2:541928
External cooperation
Scania CV AB,Doktor Fredrik Agrell
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-07-26 Created: 2012-07-26 Last updated: 2012-07-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Erik Dandanell(461 kB)414 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 461 kBChecksum SHA-512
c58ba8e0ad13112a030f4d604013741061d89035a164d2ecf21986bdac81141640a34ec05e82dd5de56b7ef4b9e828391432e81c6a35e9db618c448e0604f0ec
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 414 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: 76 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