| Summary: | Studien visar att start av förbränning kan beräknas med god noggrannhet. Det har dock inte framkommit några konkreta fördelar med att välja start av förbränning som nytt börvärde gentemot dagens börvärde. Rekommendationen är därför att behålla dagens börvärde. Med det är det inte sagt att modellen inte kan utnyttjas i styrsystemet, det kan finnas fall då det kan vara till stor hjälp att veta längden på tändfördröjningen och på så sätt exempelvis få en uppfattning av om andelen förblandad förbränning. Allt hårdare emissionslagstiftningar driver utvecklingen av dieselmotorn och tvingar fordonstillverkarna att ständigt jobba mot lägre emissionshalter. De senaste dryga 15 åren från den första standarden Euro I fram till dagens standard Euro V har emissionsnivåerna minskats kraftigt. Förslagen inför 2013 års norm Euro VI sänker nivåerna ytterligare och reducerar tillåtna nivåer av de för dieselmotorn kritiska emissionerna kväveoxider (NO x) och partiklar med 80 respektive 50 procent. För att kunna möta dessa krav ställs det höga krav på motorer både gällande hård och mjukvara. Avsikten med denna studie som utförts som ett examensarbete på gruppen för funktionsutveckling på Scania CV AB är att om möjligt förbättra kontrollen över förbränningsprocessen. Frågan som besvaras är huruvida insprutningens börvärde som idag är centrum av insprutning bör ändras och i så fall till vad. Förslag till nytt börvärde var bland annat start av förbränning och vevvinkel för 50 procent förbränt. Varken start av förbränning eller vevvinkel för 50 procent förbränt är i dagens styrsystem kända parametrar. Större delen av arbetet har därför använts till att skapa en ny kompenseringsmodell som beräknar tändfördröjningen och dels till att modellera förbränningsförloppet med hjälp av en enkel Wiebefunktion. Tändfördröjningen beräknas genom att använda en grundläggande tändfördröjningsmodell skapad av Hardenberg och Hase 1979 [5] som kompenseras med en ny modell vilken tar hänsyn till bland annat EGR, motorvattentemperatur och insprutningsvinkel. Modellen beräknar tändfördröjningen med god noggrannhet och kan således användas för att uppskatta start av förbränning. Wiebefunktionen som ursprungligen är skapad för Ottoförbränning klarar av att i vissa fall uppskatta förbrännigsförloppet i en dieselmotor. De fallen som det gäller är framför allt HCCI liknande förbränningsförlopp där tändfördröjningen är lång och i stort sett hela bränslemängden hinner omblandas med luften innan förbränningsstart. Då dieselförbränning i de allra flesta fall innefattar en del blandningsstyrd förbrännig så klarar en Wiebefunktion inte av att uppskatta förbränningsförloppet. === The development of diesel engines is driven by tightening emission legislations. The last 15 years up to today's standard Euro V, emission levels have been seriously reduced. The proposals for the 2013 Euro VI standard is to lower the levels for diesel engines critical emissions, nitrogen oxides (NOx) and particulate by 80 respectively 50 percent. To meet these requirements the demands on engines in both hardware and software perspective are high. The purpose of this study is if possible improve the control and extend information of the combustion process. The study is performed as a master thesis on the group of function development at Scania CV AB. The question to be answered is whether the set point of the injection which today is centre of injection should be changed and if so to what. Proposal for a new set point include start of combustion and crank angle 50 percent burned. Neither start of combustion nor crank angle 50 percent burned is known parameters in today's control unit. For this reason a big part of the thesis is to calculate the ignition delay and also the combustion shape. Hardenberg and Hase presented an ignition delay model 1979 [5], this model is the foundation of the new ignition delay formula presented in this work. The new model compensates for parameters affecting the ignition delay in today's modern engines for example EGR, engine water temperature and start of injection. A Wiebe function is used to calculate mass fraction burned fuel and the shape of combustion. The Wiebe function which was originally created for Otto combustion is capable in some cases to estimate the mass fraction burned fuel and the shape of the combustion in a diesel engine. The function works when the combustion is similar to HCCI combustion, in which the ignition delay is long and virtually the entire amount of fuel is premixed with air before start of combustion. Since diesel combustion in most cases involves mixing controlled combustion, it is not possible to estimate the combustion process with a Wiebe function. The study shows that start of combustion can be calculated with good accuracy. However, it has no practical advantages to choose start of combustion as a new set point against the current set point. The recommendation is therefore to maintain the current set point. With that, it is not to say that the model can not be exploited in the control unit, on the other hand there may be cases where it can be very helpful to know the length of ignition delay and thus for example, have an idea of the proportion of the premixed combustion.
|
|---|
