Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Alternativa bränslen och fordon www.transportlearning.net KONVENTIONELLA DRIVMEDEL Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Alternativa bränslen och fordon www.transportlearning.net KONVENTIONELLA DRIVMEDEL Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada."— Presentationens avskrift:

1 Alternativa bränslen och fordon KONVENTIONELLA DRIVMEDEL Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada

2 Alternativa bränslen och fordon DIESEL- OCH BENSINMOTORER 4-taktscykeln Huvudsakliga delar Hjälpsystem

3 Alternativa bränslen och fordon DIESELNS 4-taktscykel INSUGNING Luft kommer in i förbränningsrummet

4 Alternativa bränslen och fordon KOMPRESSION Med alla ventiler stängda går kolven upp och komprimerar luften i cylindern Ökning av lufttemperatur och tryck DIESELNS 4-taktscykel

5 Alternativa bränslen och fordon INSPRUTNING Bränslet sprutas in i cylindern vid högt tryck, efter kompression av luften DIESELNS 4-taktscykel

6 Alternativa bränslen och fordon EXPANSION Bränslet antänds vid kontakt med den heta luften Kraften som ges motorn genereras nu DIESELNS 4-taktscykel

7 Alternativa bränslen och fordon UTBLÅS Efter förbränningen lämnar de varma gaserna cylindern genom avgasventilerna DIESELNS 4-taktscykel

8 Alternativa bränslen och fordon INSUGKOMPRESSIONEXPANSIONUTBLÅSINSPRUT- NING COMBUSTÃO DIESELNS 4-taktscykel

9 Alternativa bränslen och fordon Kompressions- förhållande =

10 Alternativa bränslen och fordon MOTORNA HUVUDSAKLIGA KOMPONENTER

11 Alternativa bränslen och fordon Kolv – överför rörelsen till vevstaken Vevstake – överför rörelsen till vevaxeln Vevaxel– Omvandlar den pendlande rörelsen till en cirkulär rörelse MOTORNS HUVUDSAKLIGA KOMPONENTER

12 Alternativa bränslen och fordon

13 Alternativa bränslen och fordon

14 Alternativa bränslen och fordon

15 Alternativa bränslen och fordon Distribution (öppnande / stängning av ventiler) Kylsystem (förebygger överhettning) Smörjning (reducerars friktion, tvättar komponenter etc.) Bränslesystem (bränsleinsprutning) HUVUDSAKLIGA HJÄLPSYSTEM

16 Alternativa bränslen och fordon Double OverHead Cam, DOHC (dubbel överliggande kamaxel) Sidoställd kam DISTRIBUTION

17 Alternativa bränslen och fordon DISTRIBUTION

18 Alternativa bränslen och fordon Syften KYLSYSTEM 1. Kylsystemets syften:  Hålla motorn vid lämplig drifttemperatur (förebygga att komponenter smälter)  Bevara de fysiska och kemiska egenskaperna hos smörjoljan (kan försämras vid hög temperatur) 2. Fördela värme till bilens kupé 3. Förbättra kallstart

19 Alternativa bränslen och fordon Vattenpump Termostat Kylare Fläkt Värmesystem KYLSYSTEM

20 Alternativa bränslen och fordon Motoroljans funktion är mycket mer än att smörja. Oljan måste också ha: Hög rengörande och dispergerande effekt Hög anti-oxidationseffekt God kylkapacitet (bidrar till motorns kylning) God kapacitet att neutralisera syror Bibehålla egenskaper vid temperaturförändring SMÖRJSYSTEM

21 Alternativa bränslen och fordon SMÖRJSYSTEM

22 Alternativa bränslen och fordon BRÄNSLESYSTEM Syfte: Föra in bränsle till motorn - bränslet blandas med heta luften i cylindern, förgasas, självantändes och brinner

23 Alternativa bränslen och fordon 1. Indirekt insprutning 2. DIREKTINSPRUTNING Direktinsprutning i cylindrarna Högre insprutningstryck Dyrare och mer krävande teknik Multipla jet-insprutare BRÄNSLESYSTEM

24 Alternativa bränslen och fordon DirektIndirekt Förluster Högre termiska förluster Hög temperaturförlust mellan kammare Prestanda HögreLägre Hastighet Låg motorhastighetHögre motorhastighet Bränsle Kräver högre bränslekvalitet Fungerar med bränslen av lägre kvalitet (viskositet, cetantal) Insprutning Multi-jet (higher insprutningstryck) Single-jet (lägre insprutningstryck ) DIREKTINSPRUTNING vs. INDIREKT INSPRUTNING

25 Alternativa bränslen och fordon FördelarNackdelar Lägre bränsleförbrukning Pris EffektBuller KallstartVibration DIREKTINSPRUTNING vs. INDIREKT INSPRUTNING

26 Alternativa bränslen och fordon DIREKTINSPRUTNING

27 Alternativa bränslen och fordon Spruta och Virvla DIREKTINSPRUTNING

28 Alternativa bränslen och fordon TYPER AV INSPRUTNINGSSYSTEM Radial och “in-line”-pump Injektionspump “Common Rail”

29 Alternativa bränslen och fordon TYPER AV INSPRUTNINGSSYSTEM In-line pump bar  bar vid injektorns spets

30 Alternativa bränslen och fordon TYPER AV INSPRUTNINGSSYSTEM Radialpump till bar vid injektorns spets

31 Alternativa bränslen och fordon INSPRUTNINGSSYSTEM Fördelar Inga bränslebanor under högt tryck Högre injektionstryck Lägre bränsleförbrukning Bättre vridmoment och effekt vid låga varvtal Injektionspump  2000 bar

32 Alternativa bränslen och fordon Pressão máx – 1500 bar INSPRUTNINGSSYSTEM Common-Rail  bar Fördelar Bättre kontroll över insprutningen Reduktion av buller och vibrationer Bra bränsleförbrukning Bra vridmoment och effekt Reduktion av emissioner

33 Alternativa bränslen och fordon INSUGNING I BENSINMOTORER En bensinmotor kan ta emot: En blandning av luft och bränsle Luft, med bränsle som sprutas in direkt i cylindern – Direktinsprutningsmotorer Source: Total

34 Alternativa bränslen och fordon TURBOLADDNING Syfte: Öka effekt/vikt-förhållande En kompressor ökar densiteten hos luften innan den släpps in i cylindrarna. Nackdelar (jämfört med motorer utan turbo) : Komplexitet och kostnad Högre fysiska och termiska belastningar på motorn Fördelar: Högre vridmoment och effekt Lägre bränsleförbrukning

35 Alternativa bränslen och fordon TURBOLADDNING

36 Alternativa bränslen och fordon TURBOLADDNING

37 Alternativa bränslen och fordon Variabel geometri Större vridmoment över hela varvtalsregistret Lägre bränsleförbrukning Högre effekt TURBOLADDNING

38 Alternativa bränslen och fordon TURBOLADDNING INTERCOOLER Syfte: Öka effekt/vikt- förhållandet Kyler luften efter kompressionen, innen den släpps in i cylindern: Större luftmassa i cylindrarna Mer bränsle Större vridmoment Mer effekt

39 Alternativa bränslen och fordon FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL Förbränning i Dieselmotorer karakteriseras av en hög koncentration av bränsledroppar (dålig sönderdelning/förångning av bränslet). Huvudsakliga föroreningar: Partiklar (PM) Uförbrända kolväten, HC Koloxid, CO Kväveoxider, NO x

40 Alternativa bränslen och fordon FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL Reduktion av föroreningingar: Avgasrecirkulation (Exhaust Gas Recirculation, EGR) Partikelfilter Katalytisk avgasrening

41 Alternativa bränslen och fordon FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL Reduktion av föroreningingar Diesel: Avgasrecirkulation, EGR (förebygger bildandet av NO x ) Partikelfilter, aktiva och passiva (PM) Oxidationskatalysator (HC and CO) Selective Catalytic Reduction, SCR (NO x till N 2 och H 2 O) Bensin: 3-vägskatalysator Oxidationskatalysator (CO och HC till CO 2 och H 2 O) Reduktionskatalysator (NO till N 2 och O 2 )

42 Alternativa bränslen och fordon Bränslekvalitet, Diesel: Diesel härrör från cetan (C 10 H 22 ) Cetanetal: Anger bränslets kapacitet att självantända (  mindre fördröjning innan självantändning) 15: Låg självantändningskapacitet: isocetane 100: Hög självantändningskapacitet: cetane Minsta cetantal som krävs: 51 Svavelinnehåll: Mindre än 50 ppm  Lågsvavligt bränsle Eliminera emissioner av svaveldioxid (SO 2 ) Reducera partikelemissioner (PM) Mindre än 10 pmm: Svavelfritt bränsle (Från 2009)

43 Alternativa bränslen och fordon

44 Alternativa bränslen och fordon HCCONO x PM Diesel Bensin FÖRORENINGSBILDNING OCH -KONTROLL

45 Alternativa bränslen och fordon EUROPEAN EMISSIONS STANDARDS StandardÅrCOHCHC + NO x NO x PM Euro Euro 2 - IDI Euro 2 - DI Euro Euro Diesel personbilar  2.5t (värden i g/km)

46 Alternativa bränslen och fordon ENERGIEFFEKTIVITET VRIDMOMENT Energi som genereras ur ett motorvarv, resulterande av förbränning av bränslet [kg.m or N.m]. 1 kg.m=9.8 N.m Ju högre vridmoment, desto effektivare motor vid ett givet motorvarvtal. EFFEKT Genererad energi per tidsenhet [W eller hk]. 1 kW = 1,36 hk 1 hk = 0,736 kW

47 Alternativa bränslen och fordon ENERGIEFFEKTIVITET Vridmomentskurvan Visar vridmomentets fördelning längs hela varvtalsområdet, vid full motorbelastning (full gas). Bör vara så be as plan som möjligt, vilket ger bra motorrespons vid alla varvtal. RPM x N.m (eller kg.m)

48 Alternativa bränslen och fordon ENERGIEFFEKTIVITET Effektkurvan Visar effektens fördelning längs hela varvtalsområdet, vid full motorbelastning (full gas). RPM x kW (eller hk)

49 Alternativa bränslen och fordon ENERGIEFFEKTIVITET CO 2 -emissioner per liter: Bensin lite mindre än Diesel CO 2 -emissions per km: Diesel använder mindre bränsle... …släpper ut mindre CO 2 Energieffektiviteten är en funktion av kompressionsförhållandet Dieselmotorer använder variabla bränsle/luftförhållanden Bensinmotorer använder ett konstant luft/bränsleförhållande (stökiometriskt: 14.7 to 1), oberoende av hastighet och last Dieselmotorer har ett ostrypt insug och luft/bränsleförhållandet vid tomgång kan vara så lågt som 100:1, vilket ger en mycket högre dellastverkningsgrad än bensinmotorer

50 Alternativa bränslen och fordon ENERGIEFFEKTIVITET Kompressionsför- hållande Theoretical engine efficiency Dieselmotorer Bensinmotorer

51 Alternativa bränslen och fordon ENERGIEFFEKTIVITET Nyttigt arbete Ideal process Stökiometriska förluster Förbränningsförluster Hastighetsvariationer Losses Friktionsförluster Losses 87% Bensinmotorn vid stadskörning

52 Alternativa bränslen och fordon DIESEL vs. BENSIN DieselBensin Inlopp LuftLuft och bränsle Förbränning Självantändning, beroende på det höga trycket och temperaturen i cylindern Tändstift Bränsle Måste förångas lätt och självantända (högt cetantal) Måste kunna motstå självantändning (högt octantal) Kompressionsförhållande Högsta möjliga (15 to 24) Begränsas av bränsleegenskaper (9 to 12) Effektivitet ~35%Mindre än 30% Turboladdning När möjligt. Ökar effektiviteten och förbättrar förbränningen Inte vanligt, men börjar bli en populär lösning

53 Alternativa bränslen och fordon DIESEL vs. BENSIN DieselBensinl Bränsleförbrukning LågHögre Bränslepris Vanligtvis lägre, men beror på skatter i olika länder Högre Vikt TyngreLättare och mer kompakt Start Nästan omedelbarOmedelbar Vibrationer och ljud HögaLåga Motorvarvtal Begränsas av egenskaperna hos cykeln och av bränslet Högt

54 Alternativa bränslen och fordon BILINDUSTRIN – EN FUNDERING 1976, myntade Volkswagen beteckningen “GTI”, men registrerade den inte. Nästan alla biltillverkare använde den!! Men, 1991, Volkswagen myntade beteckningen “TDI” och registrerade den. Resultatet var…

55 Alternativa bränslen och fordon CAR INDUSTRY – ONE CURIOSITY TDI – VAG GroupTiD - Saab JTD - Alfa, Fiat, LanciaD- 4D - Toyota d - BMWD5- Volvo CRD - Chrysler, JeepHDI - Peugeot, Citroën TDdi - FordDi-D – Mitsubishi TDCi - ForddTi - Renault CDTi - HondadCi - Renault CRDi - HyundaiCDT – Rover DvTdi – Mazda DTI – Opel DiTD – Mazda CDI – Mercedes DDTi – Nissan

56 Alternativa bränslen och fordon Sammanfattning Dieselmotorns fördelar: Bättre energieffektivitet: Använder mindre bränsle/energi (går med högre kompressionsförhållande) Bensinmotorns fördelar: Bättre kallstart Mindre buller och vibrationer Högre elasticitet (högre motorvarvtal) Lättare Högre effekt för samma motorstorlek

57 Alternativa bränslen och fordon Sammanfattning Investeringar i Dieselteknologi avser att: Förbättra sönderdelningen av bränslet (högre injektionstryck) Förbättra flödet i cylindern Optimera injsprutningen för att reducera ljud och vibrationer Maximera effekt och vridmoment utan att offra bränsleförbrukning (optimera turboladdning) Optimera bränsleinjsprutningen för att reducera bränsleförbrukning (insprutningsteknik)

58 Alternativa bränslen och fordon Oljebolagen arbetar med att: Öka cetantal Lägre svavelinnehåll Sammanfattning

59 Alternativa bränslen och fordon Tack till Prof. Tiago Farias Technical University of Lisbon

60 Alternativa bränslen och fordon Tack för visat intresse!


Ladda ner ppt "Alternativa bränslen och fordon www.transportlearning.net KONVENTIONELLA DRIVMEDEL Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada."

Liknande presentationer


Google-annonser