Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
ESC-analys och studering av knack på en "Diesel Dual Fuel"-motor
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2009 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
ESC-analysis and knock study on a Diesel Dual Fuel engine (English)
Abstract [en]

A one-cylinder research engine has been used for studies with a Diesel Dual Fuel concept (DDF). DDF is a concept that utilizes a pilot diesel injection to ignite a homogenous natural gas/air mixture. Emissions and engine efficiency have been analyzed in an emission cycle called European Stationary Cycle (ESC) and the knock/pre-ignition problems with this type of engine have been investigated.

At low and mid torque levels, an early diesel injection around 60 crank angles degrees (CAD) before top dead center (TDC) was used. At these loads raw NO

xemissions was below EURO 6 level (0.2 g/kWh). NOxwas at EURO 5 level over the complete ESC without after treatment and with SCR at high loads it should be possible to reach EURO 6.

One issue with DDF is the high HC emission levels. HC was approximately 40 g/kWh without after-treatment and by using an oxidation catalyst it should be lowered to around 10 g/kWh (approximated based on exhaust temperatures).

Engine efficiency based on fuel flows and brake torque was within 26 - 40 % at different engine speeds and torque levels, which was lower than the same engine running with only diesel. The lower efficiency can be explained with the high amount of unburned hydrocarbons.

Knock and pre-ignition was a problem at high loads and at medium loads when early diesel injection was used. The knock problems with this concept were highly dependent on the intake air temperature. Methods to avoid knock were tested. One way was to move the diesel injection a couple of CAD later. This was only applicable during the first knock cycles since several knock cycles in a row heated up the combustion chamber too much. Adding (more) EGR was also a good method to avoid knock.

Abstract [sv]

En encylindrig forskningsmotor har använts till att testa ett Diesel Dual Fuel-koncept (DDF) som ska fungera som en ‖retro fit‖-lösning. Med Diesel Dual Fuel menas att en dieselinsprutning används som tändkälla för att antända en homogen blandning av naturgas och luft. Emissioner och verkningsgrad har analyserats i en emissionscykel kallad European Stationary Cycle (ESC) samt problem med knack och pre-ignition har undersökts.

På låg- och mellanlast användes en tidig dieselinsprutning runt 60 vevvinkelgrader före övre dödpunkt (ÖD). På dessa laster låg råemissionerna av NOx under ‖EURO 6‖-nivå (0.2 g/kWh). Över hela ESC-cykeln låg NOx på ‖EURO 5‖-nivå utan efterbehandling och med Selective Catalytic Reduction (SCR) på högre laster finns potential att uppnå ‖EURO 6‖.

Ett stort problem med DDF är HC- emissionerna. Utan efterbehandling blev HC ca 40 g/kWh och med oxidationskatalysator skulle det vara möjligt att nå ca 10 g/kWh (uppskattades mha. avgastemperaturer).

Motorns verkningsgrad beräknades utifrån bränsleflöden och utgående moment och låg mellan 26 - 40 % beroende på varvtal och last, vilket är lägre än för samma motor vid ren dieseldrift. Den lägre verkningsgraden förklarades med den stora mängden oförbrända kolväten.

Knack och pre-ignition har visat sig vara problem med DDF-motorer på hög last samt även vid mellanlast då en tidig insprutning av dieseln användes. Det har visat sig att det här förbränningskonceptet är väldigt känsligt för luftens insugstemperatur.

Metoder för att ta sig ur knack har testats i det här arbetet. Det snabbaste och enklaste har varit att flytta dieselinsprutningen några grader senare, men det fungerar endast efter ett fåtal knackcykler då förbränningsrummet värms upp mycket efter många knackcykler i rad. En annan bra metod för att gå ur knack var att tillsätta (mer) EGR.

Place, publisher, year, edition, pages
2009.
Series
MMK 2009:42 MFM122
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99784OAI: oai:DiVA.org:kth-99784DiVA: diva2:542536
External cooperation
AVL MTC AB
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-01 Created: 2012-08-01 Last updated: 2012-08-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Rosenlind,Broman(3119 kB)418 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3119 kBChecksum SHA-512
7e678f1aff1f174be2884acee03300d0997f669b1275edeecda44f4fcee5231093b4d9a1ae8cd8a6c0865ffc7299f078b65cd5098349ca72a5c7e17be5fd98e9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 418 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 166 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf