Kipinäsytytteisen biokaasumoottorin nakutuksen hallinta
Lesonen, Konsta (2019)
Lesonen, Konsta
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019052111096
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019052111096
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkitaan biokaasukäyttöisen ottomoottorin nakutusta ja sen hallintaa. Lisäksi käsitellään maa- ja biokaasua polttoaineena. Työn tavoitteena oli löytää nakutustunnistimille toiminnallisesti riittävän hyvät paikat moottorista. Nakutus on ei-toivottu ilmiö ottomoottorissa ja nakutus voi aiheuttaa pahimmillaan moottorivaurion. Hyvän hyötysuhteen ja moottorin luotettavuuden vuoksi moottoria täytyy pystyä käyttämään lähellä nakutusrajaa, joten nakutus täytyy pystyä havaitsemaan ja välttämään luotettavasti.
Moottorin nakutusherkkyyteen voidaan vaikuttaa huolellisella moottorin suunnittelulla ja oikeanlaisilla komponenteilla. Myös polttoaineen puristuskestävyys ja itsesyttymislämpötila vaikuttavat suuresti asiaan. Maa- ja biokaasun käyttöä polttoaineena tukevat niiden pienemmät päästöt. Biokaasun käyttöä tukee lisäksi sen uusiutuvuus, omavaraisuuden lisääminen ja maataloudessa mahdollisuus tuottaa orgaanisesta jätteestä polttoainetta.
Moottorinohjausjärjestelmää varten täytyy tehdä nakutuskalibrointi, jotta ohjausjärjestelmä kykenee säätämään moottorinohjausparametreja oikealla tavalla nakutustilanteessa. Kalibrointi tehtiin moottorilaboratoriossa sylinterinpaineen mittausta hyödyntäen. Kalibroinnissa todennettiin nakutustunnistimien ja niiden sijoituspaikkojen soveltuvuus nakutuksen havaitsemiseen. Testien perusteella testatussa moottorissa riittää yksi nakutustunnistin havaitsemaan nakutuksen luotettavasti moottorin staattisessa kuormitustilanteessa.
Moottorin nakutusherkkyyteen voidaan vaikuttaa huolellisella moottorin suunnittelulla ja oikeanlaisilla komponenteilla. Myös polttoaineen puristuskestävyys ja itsesyttymislämpötila vaikuttavat suuresti asiaan. Maa- ja biokaasun käyttöä polttoaineena tukevat niiden pienemmät päästöt. Biokaasun käyttöä tukee lisäksi sen uusiutuvuus, omavaraisuuden lisääminen ja maataloudessa mahdollisuus tuottaa orgaanisesta jätteestä polttoainetta.
Moottorinohjausjärjestelmää varten täytyy tehdä nakutuskalibrointi, jotta ohjausjärjestelmä kykenee säätämään moottorinohjausparametreja oikealla tavalla nakutustilanteessa. Kalibrointi tehtiin moottorilaboratoriossa sylinterinpaineen mittausta hyödyntäen. Kalibroinnissa todennettiin nakutustunnistimien ja niiden sijoituspaikkojen soveltuvuus nakutuksen havaitsemiseen. Testien perusteella testatussa moottorissa riittää yksi nakutustunnistin havaitsemaan nakutuksen luotettavasti moottorin staattisessa kuormitustilanteessa.