Obecné cíle a řešené dílčí etapy

Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka - 4. kolokvium Josefa Božka 2008, Praha, 28. 1. – 29. 1. 2009 -

5.1.3. Nestacionární zkoušky motorů

Obecné cíle a řešené dílčí etapy 5.1.3. Nestacionární zkoušky motorů – – – –

Ověření emisního chování vozidel při simulaci různých reálných provozních podmínek Verifikace spotřeby paliva při simulaci reálných provozních podmínek Sledování emisních parametrů při simulaci reálných provozních podmínek pro různá paliva Ověření emisního chování motorů při externích zásazích do elektronických systémů jeho řízení

5.1.3.4. Zajištění ověřovacích a kalibračních experimentů 1.1.5. Měření a úprava emisí v části 1.1.5.7. Výzkum geom. rozměrů částic

1M6840770002

Str. 1

Pavel Štěrba, Richard Vacek, TUV SUD Auto CZ, Praha



Postup řešení a příklady dílčích výsledků • Princip měření – – – –

měřící režimy odpovídající druhu vozidla (EHK 83, EHK 40, 2002/51/ES, ...) analýza skutečných podmínek provozu a jejich simulace v laboratoři fyzická produkce emisních složek, spotřeba paliva dynamické vlastnosti hnacího agregátu

• Použité přístroje – válcová brzda SCHENCK – Dynamické brzdové stanoviště s brzdou SCHENCK DYNAS 400 – Analyzátory HORIBA MEXA řady 7xxx (plynné složky), SMPS (částice)

• Další využití – – – –

simulace dopravních omezení podklady pro legislativní proces podpora zavádění alternativních paliv vývoj parametrů hybridního pohonu

1M6840770002

Str. 2




Příklady dílčích výsledků – Sledování částic za dynamiky Pro Ricardo v rámci jeho etapy provádíme dynamická měření na motoru IVECO. Na měření částic jsme použili SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer). Tento přístroj je určen pro měření za ustálených režimů a proto bylo třeba ověřit, je-li použitelný pro některé dynamické režimy a jaké chyby se případně dopouštíme. Závěry z kalibračních měření jsou, že u dynamických režimů dává přepočet z velikostního spektra na hmotnost vyšší hodnoty.

1M6840770002

Měrné částice váhově záchytem na filtru (Smartsampler)

Měrné částice výpočtem z velikostního spektra (SMPS)

g/kWh

g/kWh

Ustálený režim 1

0.11

0.14

Ustálený režim 2

0.05

0.05

Dynamický režim 1

0.07

0.11

Dynamický režim 2

0.06

0.09

Str. 3




Základní hodnoty částic v úplné charakteristice Měřeno od protáčení do plné dávky paliva

Velikostní spektra, ze kterých byla počítána data na horním obrázku Tady se jedná pouze o spektra při protáčených režimech

1M6840770002

Str. 4




Doměření částic za dynamiky Za dynamických režimů je produkováno hmotnostně více částic, než při ustálených režimech

Naměřené počty částic za dynamiky Za dynamických režimů je produkováno početně více částic, než při ustálených režimech

1M6840770002

Str. 5




Dosažené výsledky a výstupy nabízené pro praxi Ověřili jsme, že s určitými omezeními lze přístroj SMPS (naměřená velikostní spektra) použít i pro dynamická měření, čímž je možno získat podstatně více dat o pevných částicích. Uplatnili jsme to při optimalizaci EGR na traktorovém motoru DS Martin, kde právě rychlé změření pevných částic umožnilo optimalizaci recirkulace. Optimalizaci emisního chování za dynamických podmínek jsme prováděli ve spolupráci s firmou TEDOM na jejich plynového motoru, což navazovalo na práce VCJB prováděné v TUL v minulých letech.

1M6840770002

Str. 6



5.1.3 – Nestacionární režimy motorů

Příklady dílčích výsledků – simulace dopravních omezení •

Analýza reálného provozu, sestavení referenčních jízdních cyklů 60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0 0

•

200

400

600

0

200

400

600

Výsledky měření CO Průměrné relativní srovnání

Škoda Felicia 1.3 Ford Sierra 2.0 Škoda Octavia 1.9 TDi 1M6840770002

100%

0.622 7.123 1.648

Původní stav komunikace HC NOx 100%

0.065 2.007 0.328

100%

CO2

CO

100%

140%

Instalace zpomalovacího prahu HC NOx CO2 130%

Ukázkové hodnoty některých vybraných vozidel [g/km] 0.005 138 0.890 0.090 1.942 166 10.086 2.591 0.646 125 2.938 0.425 Str. 7

130%

120%

0.007 2.575 0.902

169 201 152




Příklady dílčích výsledků – spalování čistých rostlinných olejů Vozidlo

Palivo

VW Golf 1.9 TDI

Peugeot 205 D

CO

HC

NOx

PT

CO2

NM

1.004

0.260

0.644

0.074

201

r.olej

4.250

1.345

0.526

0.387

235

NM

1.151

0.321

0.596

0.096

199

r. olej

5.274

1.387

0.407

0.691

225

250

6 Golf - NM 205 - NM Golf - oil 205 - oil

5 4 3

200 150 100

2 50

1

0

0 CO

1M6840770002

Golf - NM 205 - NM Golf - oil 205 - oil

HC

NOx

CO2

PT

Str. 8




Příklady dílčích výsledků – variabilní složení bionafty Palivo

CO

HC

NOx

PT

CO2

NM

0.026

0.055

0.344

0.057

273

B5

0.033

0.099

0.338

0.042

263

B30

0.042

0.011

0.406

0.030

257

B50

0.048

0.011

0.448

0.028

264

B100

0.065

0.009

0.362

0.020

266

0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00

250 200 150 100 50

NM B5 B30 B50 B100

0

CO

1M6840770002

300

NM B5 B30 B50 B100

HC

NOx

CO2

PT

Str. 9




Příklady dílčích výsledků – parametry hybridního pohonu Motor

Převodovka

Spotřeba

Jízdní dynamika

240 kW

Voith 4°

ref.

ref.

240 kW

Allison Ev50

-8%

+27%

180 kW

Allison Ep50

-18%

+16%

140

100,00 80,00 60,00

120

Mech. Hybrid I Hybrid II

100 80 60

40,00

40

20,00

20 0

0,00

Jízdní dynamika

Spotřeba paliva

1M6840770002

Mech. Hybrid I Hybrid II

Str. 10




Příklady dílčích výsledků – korekční řídící jednotky

original

korekční ECU zapalování

ECU korekční ECU vstřikování

• Ověřování – – – – –

1M6840770002

vliv zpětné vazby (lambda regulace) vliv na stabilitu parametrů dosažení regulačních mezí odezva vnitřní diagnostiky emulace a modifikace signálů zpětných vazeb

Str. 11




Další postup řešení • Obory činnosti – obecně – výzkumné i provozní aplikace systémů řízení motorů – návrhy a optimalizace přídavných zařízení pro snižování emisí škodlivin – konfrontace úprav motorů se situací v reálném provozu emulace a modifikace signálů zpětných vazeb

• Obory činnosti – konkrétně – motory s energetickým managementem – účinnost, spolehlivost – dodatečné úpravy motorů pro plnění nových emisních předpisů – Měření částic na motoru s otevřenou řídící jednotkou Dynamická zkušebna při provádění experimentů získává značné množství dat nejen o částicích, ale i o plynných emisích a parametrech motoru. Tato data jsou k dispozici např. pro ověřování platnosti modelů. 1M6840770002

Str. 12



Měření pevných částic za dynamických podmínek •

Pevné částice lze za jednoduchých dynamických režimů měřit i pomocí SMPS

•

Při dynamických režimech byly jak hmotnosti, tak počet částic vyšší oproti ustálenému stavu a toto zvýšení odpovídalo dynamice změny zatížení Motor IVECO NEF 176kW/810Nm na dynamickém stanovišti

1M6840770002

Str. 13



Particulate measurement at transient conditions •

It is possible in simplified transient conditions measure particulate with SMPS

•

Mass as number of particulates at transient conditions were higher than at stable conditions. This increase corresponded to torque transient behavior. IVECO NEF 176kW/810Nm engine at transient test stand

1M6840770002

Str. 14


Obecné cíle a řešené dílčí etapy

Recommend Documents