600 likes | 751 Views
KONVENTIONELLA DRIVMEDEL Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada. DIESEL- OCH BENSINMOTORER. 4-taktscykeln Huvudsakliga delar Hjälpsystem. INSUGNING. Luft kommer in i förbränningsrummet. DIESELNS 4-taktscykel. KOMPRESSION.
E N D
KONVENTIONELLA DRIVMEDELCarlos SousaAGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada
DIESEL- OCH BENSINMOTORER 4-taktscykeln Huvudsakliga delar Hjälpsystem
INSUGNING Luft kommer in i förbränningsrummet DIESELNS 4-taktscykel
KOMPRESSION Med alla ventiler stängda går kolven upp och komprimerar luften i cylindern Ökning av lufttemperatur och tryck DIESELNS 4-taktscykel
INSPRUTNING Bränslet sprutas in i cylindern vid högt tryck, efter kompression av luften DIESELNS 4-taktscykel
EXPANSION Bränslet antänds vid kontakt med den heta luften Kraften som ges motorn genereras nu DIESELNS 4-taktscykel
UTBLÅS Efter förbränningen lämnar de varma gaserna cylindern genom avgasventilerna DIESELNS 4-taktscykel
INSUG KOMPRESSION INSPRUT-NING EXPANSION UTBLÅS DIESELNS 4-taktscykel COMBUSTÃO
MOTORNS HUVUDSAKLIGAKOMPONENTER • Kolv – överför rörelsen till vevstaken • Vevstake – överför rörelsen till vevaxeln • Vevaxel– Omvandlar den pendlande rörelsen till en cirkulär rörelse
HUVUDSAKLIGA HJÄLPSYSTEM Distribution (öppnande / stängning av ventiler) Kylsystem (förebygger överhettning) Smörjning (reducerars friktion, tvättar komponenter etc.) Bränslesystem (bränsleinsprutning)
DISTRIBUTION Double OverHead Cam, DOHC (dubbel överliggande kamaxel) Sidoställd kam
KYLSYSTEM Syften • Kylsystemets syften: • Hålla motorn vid lämplig drifttemperatur (förebygga att komponenter smälter) • Bevara de fysiska och kemiska egenskaperna hos smörjoljan (kan försämras vid hög temperatur) • Fördela värme till bilens kupé • Förbättra kallstart
KYLSYSTEM Vattenpump Termostat Kylare Fläkt Värmesystem
SMÖRJSYSTEM Motoroljans funktion är mycket mer än att smörja. Oljan måste också ha: • Hög rengörande och dispergerande effekt • Hög anti-oxidationseffekt • God kylkapacitet (bidrar till motorns kylning) • God kapacitet att neutralisera syror • Bibehålla egenskaper vid temperaturförändring
BRÄNSLESYSTEM Syfte: • Föra in bränsle till motorn - bränslet blandas med heta luften i cylindern, förgasas, självantändes och brinner
BRÄNSLESYSTEM • Indirekt insprutning • DIREKTINSPRUTNING • Direktinsprutning i cylindrarna • Högre insprutningstryck • Dyrare och mer krävande teknik • Multipla jet-insprutare
DIREKTINSPRUTNING Spruta och Virvla
TYPER AV INSPRUTNINGSSYSTEM • Radial och “in-line”-pump • Injektionspump • “Common Rail”
TYPER AV INSPRUTNINGSSYSTEM • In-line pump 600...700 bar 1 000 bar vid injektorns spets
TYPER AV INSPRUTNINGSSYSTEM • Radialpump 1 000 till 1 500 bar vid injektorns spets
INSPRUTNINGSSYSTEM Injektionspump 2000 bar • Fördelar • Inga bränslebanor under högt tryck • Högre injektionstryck • Lägre bränsleförbrukning • Bättre vridmoment och effekt vid låga varvtal
INSPRUTNINGSSYSTEM Pressão máx. 1350 – 1500 bar Common-Rail 1 800 2 000 bar Fördelar • Bättre kontroll över insprutningen • Reduktion av buller och vibrationer • Bra bränsleförbrukning • Bra vridmoment och effekt • Reduktion av emissioner
INSUGNING I BENSINMOTORER • En bensinmotor kan ta emot: • En blandning av luft och bränsle • Luft, med bränsle som sprutas in direkt i cylindern – Direktinsprutningsmotorer Source: Total
TURBOLADDNING • Syfte: Öka effekt/vikt-förhållande • En kompressor ökar densiteten hos luften innan den släpps in i cylindrarna. • Nackdelar (jämfört med motorer utan turbo) : • Komplexitet och kostnad • Högre fysiska och termiska belastningar på motorn • Fördelar: • Högre vridmoment och effekt • Lägre bränsleförbrukning
TURBOLADDNING Variabel geometri • Större vridmoment över hela varvtalsregistret • Lägre bränsleförbrukning • Högre effekt
TURBOLADDNING • INTERCOOLER • Syfte: Öka effekt/vikt-förhållandet • Kyler luften efter kompressionen, innen den släpps in i cylindern: • Större luftmassa i cylindrarna • Mer bränsle • Större vridmoment • Mer effekt
FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL • Förbränning i Dieselmotorer karakteriseras av en hög koncentration av bränsledroppar (dålig sönderdelning/förångning av bränslet). • Huvudsakliga föroreningar: • Partiklar (PM) • Uförbrända kolväten, HC • Koloxid, CO • Kväveoxider, NOx
FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL • Reduktion av föroreningingar: • Avgasrecirkulation (Exhaust Gas Recirculation, EGR) • Partikelfilter • Katalytisk avgasrening
FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL • Reduktion av föroreningingar • Diesel: • Avgasrecirkulation, EGR (förebygger bildandet av NOx) • Partikelfilter, aktiva och passiva (PM) • Oxidationskatalysator (HC and CO) • Selective Catalytic Reduction, SCR (NOx till N2 och H2O) • Bensin: • 3-vägskatalysator • Oxidationskatalysator (CO och HC till CO2 och H2O) • Reduktionskatalysator (NO till N2 och O2)
Bränslekvalitet, Diesel: • Diesel härrör från cetan (C10H22) • Cetanetal: Anger bränslets kapacitet att självantända ( mindre fördröjning innan självantändning) • 15: Låg självantändningskapacitet: isocetane • 100: Hög självantändningskapacitet: cetane • Minsta cetantal som krävs: 51 • Svavelinnehåll: Mindre än 50 ppm Lågsvavligt bränsle • Eliminera emissioner av svaveldioxid (SO2) • Reducera partikelemissioner (PM) • Mindre än 10 pmm: Svavelfritt bränsle (Från 2009)
Diesel personbilar 2.5t (värden i g/km) EUROPEAN EMISSIONS STANDARDS
ENERGIEFFEKTIVITET • VRIDMOMENT • Energi som genereras ur ett motorvarv, resulterande av förbränning av bränslet [kg.m or N.m]. • 1 kg.m=9.8 N.m • Ju högre vridmoment, desto effektivare motor vid ett givet motorvarvtal. • EFFEKT • Genererad energi per tidsenhet [W eller hk]. • 1kW = 1,36 hk • 1 hk = 0,736 kW
ENERGIEFFEKTIVITET • Vridmomentskurvan • Visar vridmomentets fördelning längs hela varvtalsområdet, vid full motorbelastning (full gas). • Bör vara så be as plan som möjligt, vilket ger bra motorrespons vid alla varvtal. • RPM x N.m (eller kg.m)
ENERGIEFFEKTIVITET • Effektkurvan • Visar effektens fördelning längs hela varvtalsområdet, vid full motorbelastning (full gas). • RPM x kW (eller hk)
ENERGIEFFEKTIVITET • CO2-emissioner per liter: Bensin lite mindre än Diesel • CO2-emissions per km: Diesel använder mindre bränsle... …släpper ut mindre CO2 • Energieffektiviteten är en funktion av kompressionsförhållandet • Dieselmotorer använder variabla bränsle/luftförhållanden • Bensinmotorer använder ett konstant luft/bränsleförhållande (stökiometriskt: 14.7 to 1), oberoende av hastighet och last • Dieselmotorer har ett ostrypt insug och luft/bränsleförhållandet vid tomgång kan vara så lågt som 100:1, vilket ger en mycket högre dellastverkningsgrad än bensinmotorer
Bensinmotorer Theoretical engine efficiency Dieselmotorer Kompressionsför-hållande ENERGIEFFEKTIVITET