Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 7.5.2013 Kestävä moottoriteknologia Teknologiateollisuus, Helsinki Teemu Ovaska Tutkimusavustaja, ins. (amk) Sähkö- ja energiatekniikan yksikkö Teknillinen tiedekunta
Esityksen eteneminen Tausta Koejärjestelyt Moottori Tutkimusjärjestys Koematriisi Tulokset Johtopäätökset 13.5.2013 2 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin
Tausta Trends in real-world particle emissions of diesel and gasoline vehicles (TREAM) Tutkimusohjelman tavoitteena on selvittää diesel- ja bensiinimoottoreiden sekä kulkuneuvojen pienhiukkaspäästöjen pitkäaikaisvaikutuksia 6 tutkimuslaitosta, 5 yritystä 9 tehtävää Tehtävän 5 osana Vaasan yliopistossa: Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin Aihe osa omaa diplomityötä 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 3
Voiteluöljytutkimukset Tavoitteet: 1. selvittää viiden eri voiteluöljyn sekä 2. voiteluöljyyn lisättävän lisäainetiivisteen vaikutus pienhiukkaslukumääriin Tutkittavien voiteluöljyjen valinnan teki toimittaja: SAE-luokat joko 10W-40 tai 15W-40 Pienhiukkaslukumäärää mitattiin TSI EEPS 3090 spektrometrillä 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 4
Moottori Tyyppi AGCO Power 44 AWI Nimellispyörimisnopeus (r/min) 2200 Maksimiteho nimellispyörimisnopeudella (kw) 101 Maksimimomentti nimellispyörimisnopeudella (Nm) Maksimimomentti pyörimisnopeudella 1500 r/min (Nm) 455 a 583 a Sylinteriluku 4 Sylinterin halkaisija (mm) 108 Iskunpituus (mm) 120 Ilmanotto Polttoaineen ruiskutus Päästötaso Turboahdin, ahtoilman jäähdytys Yhteispaine EU Stage III B / US Tier 4i a arvot fossiiliselle dieselpolttoaineelle 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 5
Koematriisi Kansainvälisen ISO 8178-4 standardin C1-sykli NRSC = non-road steady cycle Piste 1 2 3 4 5 6 7 8 Kuorma (%) 100 75 50 10 100 75 50 0 Pyörimisnopeus Nimellisnopeudella Välinopeudella Joutokäynnillä Painokerroin 0,15 0,15 0,15 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 6
Tutkimusjärjestys Tehtävä Mittausjärjestys Voiteluöljy Kesto (h) Kokonaisajoaika (h) 1. Voiteluöljyt 1. A 6 6 2. B 6 12 3. C 6 18 4. D 6 24 5. E 6 30 2. Voiteluöljyn lisäaine 6. F 7 37 - F+lisäaine 26 63 7. F+lisäaine 6 69 - F+lisäaine 24 93 8. F+lisäaine 6 99 - F+lisäaine 21 120 9. F+lisäaine 6 126 10. F 7 133 Polttoaineena käytettiin fossiilista dieselpolttoainetta. 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 7
Voiteluöljyt A-E 2200 r/min ja 100 % Voiteluöljyjen A-E hiukkaslukumäärät dn/dlogd p hiukkasen liikkuvuushalkaisijan D p funktiona kuormituspisteessä 2200 r/min ja 100 %. 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 8
Voiteluöljyt A-E 1500 r/min ja 50 % Voiteluöljyjen A-E hiukkaslukumäärät dn/dlogd p hiukkasen liikkuvuushalkaisijan D p funktiona kuormituspisteessä 1500 r/min ja 50 %. 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 9
Voiteluöljy F+lisäaine 2200 r/min ja 100 % Voiteluöljyn F hiukkaslukumäärät dn/dlogd p hiukkasen liikkuvuushalkaisijan D p funktiona kuormituspisteessä 2200 r/min ja 100 %. 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 10
Voiteluöljy F+lisäaine 1500 r/min ja 100 % Voiteluöljyn F hiukkaslukumäärät dn/dlogd p hiukkasen liikkuvuushalkaisijan D p funktiona kuormituspisteessä 1500 r/min ja 100 %. 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 11
Voiteluöljy F+lisäaine 1500 r/min ja 50 % Voiteluöljyn F hiukkaslukumäärät dn/dlogd p hiukkasen liikkuvuushalkaisijan D p funktiona kuormituspisteessä 1500 r/min ja 50 %. 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 12
Johtopäätökset 1 Hiukkaskokojakaumissa ei ollut huomattavia eroja eri voiteluöljyjen välillä Perusvoiteluöljy A tuotti useimmiten eniten hiukkasia, voiteluöljy B vähiten Voiteluöljyjä kehittämällä hiukkaslukumäärää saataneen pienentymään 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 13
Johtopäätökset 2 Voiteluöljyn lisäaineen vaikutus hiukkaskokojakaumaan vähäinen 75 tunnin aikana Hiukkaslukumääräpäästö pidemmän vanhentamisajan jälkeen? 13.5.2013 Voiteluaineiden vaikutus työkonedieselmoottorin pienhiukkaslukumääriin 14
KIITOS!