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
Analys och metodutveckling avseende emissionsprovning på helfordon
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
Analysis and method development regarding on-road emissions (English)
Abstract [sv]

I dagens samhälle får miljöfrågor allt större betydelse i den offentliga debatten. Detta gör att mer och mer fokus läggs på metoder att begränsa de miljöfarliga utsläppen som förekommer runt omkring oss. Det gäller inte minst fordonsindustrin där stor vikt läggs vid att begränsa avgasemissionerna som fordonen ger upphov till. För att kunna begränsa ett fordons emissioner är det viktigt att känna till motorns emissionsegenskaper vid verklig drift på väg. Detta examensarbete behandlar möjligheterna att komplettera emissionsprovning på väg med enklare metoder i syfte att skatta och/eller bekräfta dessa egenskaper. Den referensmetod som valts vid undersökningen är prov på ett fordon underdrift på väg, med en emissionsmätutrustning från Horiba. De metoder som sedan jämförts medreferensmetoden är: -Prov på väg med data från motorstyrsystemet -Prov på chassidynamometer -Prov i motorprovcell -Simulering i STARS. Undersökningen visar att metoden att mäta emissioner på väg med data från fordonets styrsystem har stor potential för goda skattningar av motorns emissionsegenskaper, för god skattning av absoluta emissionsnivåer krävs dock att en kalibrerad sensor används. De prov som genomförts på chassidynamometer har i denna undersökning inte givit konsekvent resultat på grund av reglerproblem, och metodens egenskaper har ej kunnat fastställas. Prov i motorprovcell har visat viss potential för skattningar av emissionsegenskaper, men i dagsläget krävs en bättre kunskap om hur i första hand de dynamiska emissionsegenskaperna påverkas av de termiska skillnader som i många fall existerar mellan prov på väg och i motorprovcell. Det visar sig också att simuleringsprogrammen inte är tillräckligt välutvecklade för att kunna ge bra skattningar av emissionerna vid de dynamiska lastförlopp som kännetecknar drift på väg. Den förarmodell som används för den simulerade körningen skapar också vissa problem om inte de vägdata som används är av tillräckligt hög kvalitet. Prov med alternativa provmetoder kräver därför djupare kunskap om hur de skillnader i omgivningsmiljö som finns påverkar en motors dynamiska emissionsegenskaper. Störst skillnad ses mellan metoderna under perioder med lågt medeleffektuttag, detta beror till största delen på de resulterande skillnaderna i omvandlingsgrad i fordonets katalysator. En god kännedom om efterbehandlingens uppvärmings- och avsvalningsförlopp under dynamisk drift vid varierande omgivningstemperatur skulle troligtvis kunna ge goda möjligheter att kompensera för de omgivningsberoende skillnaderna.

Abstract [en]

Environmental issues are given an increasing focus in today's public debate. This increases the need for methods to limit the hazardous emissions around us. This applies especially to the automotive industry, in which a significant importance is taken to limit vehicle exhaust emissions. To limit a vehicle's emissions, it is important to know the engine's emission characteristics in actual on-road operation. This thesis deals with the potential to streamline on-road emissions testing with complementary methods to estimate and / or confirm these properties. Actual on-road testing with a portable emissions measurement system (OBS-2200) from Horiba is chosen as reference method. The methods compared to the reference method are: -On-road test with data logged from the engine management system (EMS) -Test on chassis dynamometer -Test on engine test bed -Simulation in STARS. The study shows that on-road emissions testing with data from EMS have a good potential for estimates of engine emissions characteristics. However, in order to be able to acquire an absolute measurement of emissions levels, the on-board NOx-sensor should be calibrated. Dynamic emissions testing in engine test-bed has shown some potential for on-road emission characteristics estimation, but more knowledge is required to be able to cope with deviations due to thermal differences compared to actual on-road tests. On-road test cycles during low ambient temperatures and low average power usage is especially prone to deviation due to heavy cooling of the emissions after-treatment system compared to measurements on an engine test bed. Tests conducted on chassis dynamometer have experienced problems with throttle control, and it has not been possible to establish a stable emissions baseline for the method during this study. The simulations in STARS show potential as a middle route to generate engine torque and speed data from measured GPS-data for further use as input in test bed measurements. It is however required to implement an effective way counteract the effects on the driver model from the often noisy output from GPS-measurements to be able to fully utilize this possibility. Direct emissions estimates from simulations in STARS are not possible due to lack of compliance with actual emissions characteristics. It is clear that significant advantages can be gained with alternate test methods if certain factors could be taken into account. Especially the thermal differences can cause significant deviations from actual on-road emissions, and it is important that the limits of alternate test methods usability is known if it is to be used as a method to predict emissions characteristics Samples with alternative test methods therefore requires deeper knowledge of how the differences in the ambient environment that is affecting an engine dynamic emission characteristics. Good knowledge of the emissions post-treatment system’s heating and cooling dynamics at varying ambient temperatures would likely be able to provide good opportunities to evaluate the validity of complementary emissions testing.

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 53 p.
Series
MMK 2013:03 MFM141
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-142545OAI: oai:DiVA.org:kth-142545DiVA: diva2:703294
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-03-27 Created: 2014-03-06 Last updated: 2016-02-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1227 kB)89 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1227 kBChecksum SHA-512
684d27755ed6f248cc158e01f4b20bdf60943d16c74d1d21f5715804e63c52b2d92ef3ca627175ef6e0b19da8ee05c4566df9e72d4a4268ac6d448629f0d5d3e
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 89 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: 48 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