Kaksiportainen ahtopaineensäätö dieselmoottorissa
Laari, Markus (2014)
Laari, Markus
Tampereen ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201501271659
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201501271659
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä mitoitettiin ja toteutettiin kaksiportainen ahtopaineensäätö Volkswagenin 1,9-litraiseen suoraruiskutusdieselmoottoriin. Tavoitteena oli saada moottori tuottamaan hyvä vääntömomentti mahdollisimman laajalla kierrosalueella. Maksimitehon tavoite oli 220 kW. Lisäksi moottoriin haluttiin tuottaa niin suuri ilmaylimäärä, ettei näkyvää savutusta tapahtunut.
Kaksiportainen ahtaminen toteutettiin turboahtimilla. Ahtimien mitoituksessa käytettiin apuna lähdemateriaalien teoriatietoja sekä ahdinvalmistajalta saatavia kompressorikarttoja. Mitoituksen onnistumista testattiin suorittamalla sopivia mittauksia alustadynamometriä apuna käyttäen. Mittauksissa keskityttiin etenkin ahtimien toimintaan sekä moottorin suorituskykyyn.
Saadut mittaustulokset osoittivat, että ahtimia mitoittaessa moottorin tarvitsema ilmamassavirta oli arvioitu todellista suuremmaksi. Turboahtimien todettiin kuitenkin toimivan hyvällä hyötysuhteella, koska turbiinien tekemä kokonaisvastapaine jäi alle imusarjan paineen. Moottorista saatiin tehoa 219 kW ja vääntömomentti rajattiin 526 Nm:iin. Vääntömomentti saatiin hyvälle tasolle jo alakierrosalueelta. Yläkierroksilla savutus oli lähes olematonta. Pakokaasun lämpötila nousi yläkierroksilla yli ahdinvalmistajien suositusten, koska polttoaineen ruiskutusaika jouduttiin kasvattamaan pitkäksi. Kehitettävää jäi polttoainelaitteiston lisäksi ahto- ja vastapaineiden mittauksiin, joita olisi voinut mitata elektronisesti. Mittauslaitteiston kehittämien olisi vaatinut kuitenkin enemmän rahaa ja aikaa.
Kaksiportainen ahtaminen toteutettiin turboahtimilla. Ahtimien mitoituksessa käytettiin apuna lähdemateriaalien teoriatietoja sekä ahdinvalmistajalta saatavia kompressorikarttoja. Mitoituksen onnistumista testattiin suorittamalla sopivia mittauksia alustadynamometriä apuna käyttäen. Mittauksissa keskityttiin etenkin ahtimien toimintaan sekä moottorin suorituskykyyn.
Saadut mittaustulokset osoittivat, että ahtimia mitoittaessa moottorin tarvitsema ilmamassavirta oli arvioitu todellista suuremmaksi. Turboahtimien todettiin kuitenkin toimivan hyvällä hyötysuhteella, koska turbiinien tekemä kokonaisvastapaine jäi alle imusarjan paineen. Moottorista saatiin tehoa 219 kW ja vääntömomentti rajattiin 526 Nm:iin. Vääntömomentti saatiin hyvälle tasolle jo alakierrosalueelta. Yläkierroksilla savutus oli lähes olematonta. Pakokaasun lämpötila nousi yläkierroksilla yli ahdinvalmistajien suositusten, koska polttoaineen ruiskutusaika jouduttiin kasvattamaan pitkäksi. Kehitettävää jäi polttoainelaitteiston lisäksi ahto- ja vastapaineiden mittauksiin, joita olisi voinut mitata elektronisesti. Mittauslaitteiston kehittämien olisi vaatinut kuitenkin enemmän rahaa ja aikaa.