Anpassning av ett avgassystem för en motkolvstvåtaktsmotor med HCCI-förbränning

Bachelor thesis Swedish OPEN
LAINEZ MARTÍ, JAVIER (2010)
  • Publisher: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.)

Målet för detta examensarbete har varit att förbättra driften av en motkolvs tvåtaktsmotormed HCCI-förbränning. Huvudfokus för arbetet har varit på gasväxlingsprocessen, dåfrämst avgasprocessen.Motorn har studerats med utgångspunkt från hur en tvåtakts Otto-cykel fungerar.Gasväxlingsprocessen i tvåtaktsmotorer kännetecknas av behovet av att snabbt få ut denförbrända gasen och införa ny blandning vid varje expansionstakt, samt avsaknaden avventiler. Behovet att kunna kontrollera gasflödet genom cylindern ger upphov till två avde mest karaktäristiska systemen på tvåtaktsmotorer: spolpump samt avgaspipa.Utformningen och genomförandet av dessa två system har skapat ett flertal uppgifter somdet varit nödvändigt att lösa: porttider har uppmätts, ett luftintag med trycksatt luft harbyggts för att kunna ändra förhållandet på insugningsluften. Olika insprutningssystem harockså testats.Slutligen har en avgaspipa installerats och trimmats in. Utifrån målsättningen, så har ettlogiskt sätt att angripa problemet gjorts:• Beteende hos kompressibelt gasflöde i HCCI-motorns kanaler har studerats.• Avgasrörets dimension och dess påverkan på motor prestanda har undersöktsgenom att prova olika utformningar på avgasröret.• Experimentella observationer av tryckpulsationer i avgasflöden har gjorts för attkunna gör finjusteringar. AbstractThe aim of this thesis is the improvement of the operation of an opposed piston twostroke engine with HCCI-combustion. The main focus is the charge exchange process,concretely the exhaust process.The engine has been studied from the perspective of the two stroke Otto cycle. Chargeexchange process in two stroke engines is characterized by the need of expelling theburnt gases and introducing the fresh mix each expansion stroke, and the absence ofvalves. Control of the gas flow through the cylinder motivates two of the mostcharacteristic systems on two-stroke engines: scavenging compressor and exhaust pipe.The design and implementation of these two systems has needed the development ofseveral tasks: port timing has been characterized; a compressed air intake installation hasbeen built in order to be able to modify the inlet air conditions; different injectionsystems have been tested as well.Finally, an exhaust pipe has been installed and tuned. With this aim, a logical approach tothe problem has been done:• The behavior of compressible gas flow through ducts has been studied.• The influence of the dimensions of the exhaust pipe has been understood by doinga design.• The experimental observation of the pressure pulse propagation through theexhaust flow has allowed the exhaust pipe tuning.
Share - Bookmark