Utveckling av en motkolvs tvåtaktsmotor med HCCI-förbränning

Syftet med examensarbetet har varit den fortsatta utvecklingen mot en tvåtakts motkolvsmotor som fungerar med hjälp av HCCI-förbränning. Arbetet har haft två övergripande mål. Det första har varit att ta fram en stabil testplatform för motortester genom att förbereda en motorprovcell hos avdelningen...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Larsson, John
Format: Others
Language:Swedish
Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2009
Online Access:http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-100019
Description
Summary:Syftet med examensarbetet har varit den fortsatta utvecklingen mot en tvåtakts motkolvsmotor som fungerar med hjälp av HCCI-förbränning. Arbetet har haft två övergripande mål. Det första har varit att ta fram en stabil testplatform för motortester genom att förbereda en motorprovcell hos avdelningen för förbränningsmotorteknik på KTH. Det andra delmålet har varit att utnyttja denna testplatform för att utveckla en repeterbar, pålitlig och jämn tvåtaktsförbränning och sedan testa användandet av HCCI-drift. HCCI-förbränning är fördelaktigt då verkningsgraden är högre än för en ottomotor och utsläppen minskas i jämförelse med en diesel-motor. Nackdelen med användandet av HCCI är att processen är svårstyrd. Motorn som utvecklas i detta examensarbete är därför försedd med en patenterad mekanism för kompressionsreglering. Färdigställandet av testplatformen, dvs motorprovcellen, blev klart inom rimlig tid. Dock så har felande motorkomponenter orsakat upprepade avbrott i motorutvecklingen vilket har resulterat i fördröjningar och forcerat ett flertal ändringar i planeringen. Stabil tvåtaktsförbränning uppnåddes ett flertal gånger men då komponenter ständigt gick sönder och krävt reparation eller utbyte till en förbättrad komponent kunde förhållandena knappast kallas repeterbara. Värdefulla resultat som erhållits har istället varit en högre grad av förståelse för vad denna motor kräver i områdena smörjning, laveransgrad av luft, tändsystem och utformning av avgassytemet. Motorn har körts med HCCI-förbränning några gånger. Dock har förbränningen då aldrig varit stabil eller effektiv nog att köras utan yttre krafttillförsel. === The purpose of this thesis has been the continued development towards HCCI combustion in a two-stroke counter piston engine. There have been two main goals of the thesis work. The first was to create a stable platform for engine tests by preparing an engine test cell in the department for combustion engines at KTH. The second goal was using that platform to develop reliable and repeatable two-stroke combustion and then test the use of HCCI combustion. The advantages of using HCCI combustion are that the efficiency is higher than in a SI engine and the emissions are lower than in a corresponding diesel engine. The problem is that the combustion process is hard to regulate. The engine that is developed in this thesis work is therefore fitted with a patented mechanism for compression regulation. The completion of the testing platform, i.e. the engine test cell, was finished in a reasonable time span. However, usage of inadequate engine components resulted in reoccurring engine breakdowns that caused delays and several changes in the test planning. Reliable two-stroke combustion was achieved several times but due to the constant breakdowns that required repairs or even a change to a better component the conditions could hardly be called repeatable. Valuable results that have been achieved has instead been a higher degree of understanding of what this engine requires in areas such as lubrication, scavenging, ignition and design of the exhaust system. The engine has been run with HCCI combustion a couple of times, yet the combustion process has never been stable or effective enough to be run without the addition of an outside power supply.