TT, , Seppo Niemi

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "TT, , Seppo Niemi"

Jalmari Härkönen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

2 POLTTOAINE- JA TYÖKONEDIESELTUTKIMUKSIA Vaasan yliopistossa (VY) ja Turun ammattikorkeakoulussa (TuAMK) Seppo Niemi

3 SISÄLT LTÖ Polttomoottorikoulutus Vaasan yliopistossa (VY) Turun ammattikorkeakoulussa (TuAMK) Polttomoottorilaboratoriot Vaasan yliopistossa Turun ammattikorkeakoulussa Tutkimushankkeita Tutkimustuloksia Polttoaineet Työkonedieselmoottorit

4 POLTTOMOOTTORIKOULUTUS, VY Lähtökohtana tekniikan kandidaatin- tai insinöö öörintutkinto soveltuvalta alalta Teknillinen termodynamiikka Virtausmekaniikka Lämmönsiirtotekniikka Energiantuotannon fysikaaliset perusteet Uusiutuvat energialähteet Diesel- ja kaasumoottorit Moottori-installaatiot installaatiot Pako- ja savukaasujen puhdistustekniikan seminaari Poltto- tai voiteluaineita koskeva erikoistyö Polttomoottoriprosessin mallinnus ja simulointi

5 POLTTOMOOTTORIKOULUTUS, TuAMK Teknillinen termodynamiikka Koneoppi Energiatalous ja voimalaitostekniikka Uusiutuvat energialähteet Polttomoottoritekniikan perusteet Polttomoottorin pääp äästöt, t, palaminen ja kaasunvaihto Dieselmoottoritekniikan sääs äädöt ja mittaukset Polttomoottoriprosessin mallinnus ja simulointi

6 JATKO-OPINNOT OPINNOT Tohtoriopinnot, VY Ylempi amk-tutkinto tutkinto,, TuAMK Opintojen sisält ltö räätälöidään n opiskelijan työteht tehtävien ja kiinnostuksen mukaan

7 POLTTOMOOTTORI- LABORATORIO, VY AGCO Sisu Power 44 CWA -dieselmoottori Horiba-py pyörrevirtadynamometri AVL 415S -savutusmittari JUM-HC HC-analysaattori Gasmet FTIR -analysaattori NO x - ja O 2 -mittarit ABB Sensyflow -ilmamäärä- mittari TSI EEPS -hiukkaslukumäärä- mittari Kiitokset Teknologiateollisuuden 100- vuotissää äätiö (EduPower) Cleen Oy, FCEP-ohjelma YH Novia

8 BIOPOLTTOAINE- LABORATORIO, VY ICP-OES Hivenaineet Biodiesel Rancimat 873 Hapettumisenkesto Kaasukromatografi Rasvahappo- koostumus Kulometri Vesipitoisuus Tensiometri Pintajännitys nnitys NIR-analysaattori (ParaFuel Biodiesel) Leimahduspiste Viskositeetti Setaaniluku Happoluku Jähmepiste Suodatettavuus Tislauslämp mpötila Tiheys Jodiluku Pitoisuuksia

POLTTOMOOTTORI- LABORATORIO, TuAMK Kaksi transienttimittauksiin Kaasupää äästöt Säännellyt FTIR NDIR (CO, CO 2 ) FID (HC) CLD (NO x ) Paramagneettinen O 2 20 komponenttia (mm.

9 POLTTOMOOTTORI- LABORATORIO, TuAMK Kaksi transienttimittauksiin Kaasupää äästöt Säännellyt FTIR NDIR (CO, CO 2 ) FID (HC) CLD (NO x ) Paramagneettinen O 2 20 komponenttia (mm. CH 4, NH 3, N 2 O) Sähkökemialliset kemialliset kennot Laser-NH 3 -mittarit NO x -anturit Savutus AVL 415S Opasiteettimittarit Hiukkaset Lukumää äärä ELPI Massa Termodenuuderi Massaimpaktorit AVL MSS Ejektorilaimentimet FPS Neljä Schenck-Horiba -pyör- revirtadynamometriä ABB Sensyflow -ilma- määrämittarit

10 TUTKIMUSHANKKEITA, VY Moottorivoimalan hyötysuhteen parantaminen Laivapää äästöjen kokonaisvaltainen vähentv hentäminen SO 2, NO x, (PM) taso Biopolttoaineiden laadunvarmistus Biopolttoainemoottorin mallinnus Kaikki FCEP-tutkimusohjelmahankkeita

biopolttoainekäyt ytössä (FCEP) Työkonedieselmoottorit: Valmistustoleranssien

11 TUTKIMUSHANKKEITA, TuAMK Laivapää äästöjen kokonaisvaltainen vähentv hentäminen Yhteishanke VY:n kanssa (FCEP) Katalysaattorien ikää ääntyminen biopolttoainekäyt ytössä (FCEP) Työkonedieselmoottorit: Valmistustoleranssien vaikutus pääp äästöihin Jälkikäsittelyjärjestelmien optimointi Hiukkassuotimien regenerointi

12 TUTKIMUSTULOKSIA Kuorman vaikutus pienhiukkasjakaumaan 1.E+09 DFO, 1500 rpm 1.E+08 PM number, 1/cm 3 1.E+07 1.E+06 1.E+05 1.E+04 1.E Mobility diameter, nm 620 Nm 558 Nm 465 Nm 310 Nm 62 Nm Idle

TUTKIMUSTULOKSIA Savutus eri polttoainein Smoke, FSN 0.9 0.

13 TUTKIMUSTULOKSIA Savutus eri polttoainein Smoke, FSN rpm DFO StME FME RME BMEP, bar

14 TUTKIMUSTULOKSIA Hiukkaslukumää äärä eri polttoainein suurella kuormalla PM number, 1/cm 3 1.E+09 1.E+08 1.E+07 1.E+06 1.E rpm, 75% load DFO StME FME RME 1.E Mobility diameter, nm

15 TUTKIMUSTULOKSIA Hiukkaslukumää äärä eri polttoainein pienellä kuormalla PM number, 1/cm 3 1.E+10 1.E+09 1.E+08 1.E+07 1.E+06 1.E rpm, 10% load DFO StME FME RME 1.E Mobility diameter, nm

16 TUTKIMUSTULOKSIA Biopolttoaineiden hivenaineet 1000 Trace elements, raw bio-oils and biodiesels Content, mg/kg Mg K Na Ca P Al Cu Fe Mn Si V Zn RSO RME 1 RME 2 CO StME StO FME FO

MITTAUSSYKLIT Steady cycle Transient cycle (NRTC) Mode Speed Torque # % 1 Rated 100 2

17 MITTAUSSYKLIT Steady cycle Transient cycle (NRTC) Mode Speed Torque # % 1 Rated Rated 75 3 Rated 50 4 Rated 10 5 Intermediate Intermediate 75 7 Intermediate 50 8 Idle 0

18 TUTKIMUSTULOKSIA Pakokaasun lämpl mpötilan nostaminen NRTC-sykliss syklissä Duration, cold NRTC 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % Std Method 1 Method 2 Method 3 5 % 0 % < 150 C > 360 C Exhaust temperature range

19 TUTKIMUSTULOKSIA Ahtopaine ja hiukkasemissio NRTC-sykliss syklissä 150 Inlet pressure and PM, cold NRTC PM, mg/m³ Pressure, bar Time, 1/10 s PM_Std PM_Method 3 Pressure_Method 3 Pressure_Std

TUTKIMUSTULOKSIA EGR-,, ruiskutuspaine- ja pääp ääsuihkun ajoitusoptimointi; osa 3, ajoitus Intermediate speed, full load; selected EGR set point and rail

20 TUTKIMUSTULOKSIA EGR-,, ruiskutuspaine- ja pääp ääsuihkun ajoitusoptimointi; osa 3, ajoitus Intermediate speed, full load; selected EGR set point and rail pressure BSNOx, g/kwh BSNOx BSFC Smoke Smoke, FSN; BSFC, kg/kwh Injection timing; retarded to the right

21 TUTKIMUSTULOKSIA Tehotason vaikutus hiukkaslukumää äärään 8.E+14 BSPM, 1/kWh 6.E+14 4.E+14 2.E kw 55 kw 1.E Aerodynamic diameter, nm

22 TUTKIMUSTULOKSIA Tehotase 1900 rpm, constant output power From fuel input 40 % 32 % 24 % 16 % 8 % 0 % NO x, g/kwh Shaft output Exhaust Cooling Convection, radiation

23 TUTKIMUSTULOKSIA SCR-katalysaattorin tehokkuus eri lämpl mpötiloissa rpm NOx conversion, % C 220 C Mole ratio of NH 3 and NO x

24 TUTKIMUSTULOKSIA Kaksiportaisen ahtamisen sovitus 4,5 4,0 3,5 tio ra 3,0 re u s 2,5 re P 2,0 Virtaussää äädön n vaikutus Pienpaineahdin 1000 rpm 1200 rpm 1300 rpm 1400 rpm 1500 rpm tio ra 3,0 re u s 2,5 re P 1700 rpm 1,0 4,5 4,0 3,5 2,0 1, rpm 1500 rpm 1700 rpm 1900 rpm 2100 rpm Air flow 1,5 1,0 Air flow

25 KIITOS!

Samankaltaiset tiedostot

Seppo Niemi. Moottori- ja polttoainetutkimuksia Vaasan yliopistossa ja Turun ammattikorkeakoulussa

Seppo Niemi. Moottori- ja polttoainetutkimuksia Vaasan yliopistossa ja Turun ammattikorkeakoulussa Seppo Niemi Moottori- ja polttoainetutkimuksia Vaasan yliopistossa ja Turun ammattikorkeakoulussa Sisältö Polttomoottorikoulutus Vaasan yliopistossa (VY) Turun ammattikorkeakoulussa (TuAMK) Polttomoottorilaboratoriot