Till innehåll på sidan

The Effects of Oxygenated Fuels on DISI Engine Particle Emissions and Efficiency

Experimental investigation of the effects of oxygenated biofuels on particle emissions and engine performance

Tid: Fr 2021-10-29 kl 10.00

Plats: Sal F3 - https://kth-se.zoom.us/j/63440825277, Lindstedtsvägen 26, Stockholm (English)

Ämnesområde: Maskinkonstruktion

Respondent: Tara Larsson , Förbränningsmotorteknik

Opponent: Professor Terese Løvås, NTNU, Norway

Handledare: Professor Ulf Olofsson, Maskinkonstruktion, Tribologi, Maskinelement, Järnvägsgruppen, JVG

Exportera till kalender

Abstract

Transportsektorn är en stor bidragande faktor till utsläppen av växthusgaser. Därmed kan ersättningen av fossila bränslen med förnyelsebara bränslen bidra till att reducera transportsektorns inverkan på klimatet. Flytande oxygenerade biobränslen visar stor potential som ersättningsalternativ till bensin, eftersom de har liknande förbränningsegenskaper och är kompatibla med nuvarande infrastruktur. Målet med denna avhandling är att bidra till en ökad kunskap om hur oxygenerade bränslen påverkar emissioner och prestanda i direktinsprutade gnisttända (DISI) motorer. Experiment på en bensinoptimerad DISI motor utfördes för att fastställa hur dessa bränslen påverkar motorns verkningsgrad, flamutbredning, samt utsläppsnivåerna av emissioner. En grundlig undersökning av hur partikelemissionerna förändrades med olika bränslen genomfördes också. Fem olika oxygenarade bränslen undersöktes, och jämfördes med bensin: etanol, metanol, n-butanol, iso-butanol, och metyl tert-butyl eter.

Alla de oxygenerade bränslena ökade motorns verkninsgrad, även vid lägre laster då motorn inte var begränsad av knack. Störst öking av verkningsgraden uppvisades då metanol användes som bränsle. Metanol ökade den indikerade termiska verkningsgraden med upp till 12% jämfört med bensin. Vid låga laster minskade emissionerna av oförbrända kolväten, kolmonoxid och kväveoxider vid användning av oxygenerade bränslen jämfört mot bensin. Medan vid medelhög last så ökade emissionerna för de bränslen som har låg flyktighet. De experimentella resultaten visar att bränslets flyktighet har högre inverkan på mängden partiklar som motorn släpper ut än bränslets syrehalt. Denna effekt är tydligare vid lägre varvtal och högre laster. Den här avhandlingen visar att användningen av flytande, oxygenerade bränslen i DISI motorer visar stor potential till att minska transportsektorns koldioxid utsläpp. De oxygenerade bränslena ökade motorns verkningsgrad i jämförelse med bensin, även optimering av motorn till dessa bränslen. Optimering av bränsleinsprutningen krävs för att minska emissionerna vid högre laster för bränslen med lägre flyktighet än bensin.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-303005