ALTERNATIVE BRNDSTOFFER OG KRETJER KONVENTIONELLE BRNDSTOFFER Carlos Sousa
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER KONVENTIONELLE BRÆNDSTOFFER Carlos Sousa AGENEAL, Local Energy Management Agency of Almada www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL OG BENZIN MOTORE • 4 cylender Cyklus • Hoved komponenter • Hjælpe systemer www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL 4 Strengs systemet INTAG Luft intages i forbrændingskamret www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL 4 Strengs systemet Kompressoern Med alle ventilerne lukkede, går stemplet op, og presser luften sammen I cylinderen Derved forhøjer du temperatur og trykket www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL 4 Strengs Systemet INJEKTIONEN Brændstoffet bliver sprøjtet ind i cylinderen ved højt tryk, efter den sammentrykkede luft www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL 4 Strengs Systemet UDVIDELSEN Der går ild I brændstoffet når den kommer I forbindelse med den varme luft Det mekaniske er nu leveret og motoren er nu started www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL 4 Streg Systemet UDSTØDNING Efter forbrændingen, de varme gasser forlader cylinderen gennem udstødningsrøret. www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL 4 Streg Systemet COMBUSTÃO INTAG KOMPRESSION INJEKTION UDVIDELSE UDSTØDNIN G www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER • Compression Ratio = www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER HOVEDKOMPONENTERNE I EN MOTOR www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER HOVED KOMPONENTER I EN MOTOR • Stemplet – overføre bevægelse til stangen • Forbindelsesstangen – overfører bevægelse til krumtapakslen • Krumtapakslen – overføre de alternative bevægelser til cirkulære bevægelser www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER RESERVESYSTEM • Distribution (åbning / lukning af ventilerne) • Kølesystemet (forhindrer at komponenterne bliver overophedet) • Smøring (reducerer pludselige drejninger, vasker komponenterne, etc. ) • Benzin (benzin indtag) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DISTRIBUTION Dobbel overliggende knastaksel, DOHC Lateral knastaksel www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DISTRIBUTION www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER KØLE SYSTEMET Objectiver 1. Motor køle komponenter: è holder motoren på en passende arbejdstemperatur (i. e. forhindre smeltning af komponenterne) è holder fysiske og kemiske former på smøre olierne (kan nedbrydes ved meget høje temperature) 2. Skabe varme til akklimatisere det invendige af et motorkøretøj 3. Forbedre koldstarter www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER KØLE SYSTEMET • Vandpumpe • Thermostat • Radiator • Ventilator • Varme system www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER SMØRE SYSTEMET Funktionerne på motorolie er mere end bare at smøre. Olien må også have: • Høj rengørende og dispergerende krafter • Høj anti-oxidant krafterpower • God køle kapasitet (hjælper motoren til at køle) • God kapasitet til at neutralisere syre • Bevare sin temperatur ved varmeforandringer (kold og varm) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER SMØRE SYSTEM www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER BRÆNDSTOF SYSTEM formål: • Indføre brændstof til motoren, som vil kombinere med den varme luft der er I cylinderen, fordampe, selvantænde og brænde www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER BRÆNDSTOF SYSTEM 1. Indirekte injektion 2. DIREKTE INJEKTION • Direkte injektion i cylinderen • Højere injektions pres • Dyrer og mere krævende teknologi • Multiple jet injektore www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIREKTE INJEKTION vs. INDIREKTE INJEKTION Tab Performance Fart Brændstof Injektion Direkte Indirekte Lavere varmetab Højt varmetabmellem kamrene Højere Lavere Langsom motor fart Højere motor fart Kræver højere brændstof kvalitet Kan arbejde med laver kvalitet brændstof (viscositet, cetan ) Multi-jet (højere injektions pres) Single-jet (lavere injektion pressures) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIREKTE INJEKTION vs. INDIREKTE INJEKTION Fordele Ulemper Lavere brændstof forbrug Pris Kraft Støj Kold starter Vibrationer www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIREKTE INJEKTION www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIREKTE INJEKTION Sjaskende og Plaskende www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TYPER AF INJEKTIONS SYSTEMER • Radial og in-line pumpe • Injektions-pumpe • Fælles Skinne www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TYPER AF INJEKTIONS SYSTEMER In-line pumpe 600. . . 700 bar 1 000 bar på spidsen af injektoren www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TYPER AF INJEKTION SYSTEMER Radial pumpe 1 000 til 1 500 bar på spidsen af injektoren www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER INJEKTION SYSTEMER Injektions Pumpe 2000 bar Fordele • Ingen højtryks brændstof linie • Højere injektions pres • Lavere brændstof forbrug • Bedre omdrejning og kraft ved lav motor fart www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER INJEKTIONS SYSTEMER Pressão máx. 1350 – 1500 bar Fælles skinne 1 800 2 000 bar Fordele • Bedre injektions kontrol • Reduktion af støj og vibration • God brædstof forbrænding • God omdrejning og kraft • Reduktion af forurenende parametre www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TILGANG I BENZIN MOTORERE En benzin motor kan tilføre: • En mix af luft og brændstof • Luft, med brændstof bliver injekteret direkte in I cylinderen – Direkte Injektions motor Source: Total www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TURBOLADNING Objektiv: forbedre kraften/vægten ratio En kompressor forhøjere massefylden af luft før den kommer ind I cylinderen Ulempe (relativ til atmosfæriske motore - “non-turbo”): • Højere komplexitet og udgift • højere fysisk og termisk belastning på motoren Fordele: • Højere omdrejninger og kraft • Bedre brændstof forbrug www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TURBOLADNING www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TURBOLADNING www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TURBOLADNING Variabel geometri • Flere omdrejninger uanset fart • Bedre brændstof forbrug • Flere kræfter www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER TURBOLADNING MELLEMKØLER Objectiv: Forbedre kræfter/vægt ratio Køler luften efter komprimering, før det indføres I cylinderene: • Højere luftmasse indeni cylinderen • Mere brændstof • Flere omdrejninger • Flere kræfter www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER FORURENINGS UDVIKLING OG KONTROL Forbrænding I diesel motorer er karakteriseret ved en høj koncentration af dråber (Dårlig atomisering/fordampning af brændstof). Hoved forurener: • Partikel masse (PM) • Ubundet kulbrinte, HC • Kulilte, CO • Nitrogen Oxider, NOx www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER FORURENINGS UDVIKLING OG KONTROL Parameter kontrol: • Udstødnings gas recirkulation, EGR • Partikel filtre • Catalytisk omformer www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER FORURENIGS UDVIKLING OG KONTROL Parameter kontrol Diesel: • Udstødnings gas recirkulation, EGR (forebygger formeringen af NOx) • Partikel filtre, aktive og passive (PM) • Oxidering Katalytisk omformer (HC og CO) • Selektive Katalytisk Reduktion, SCR (NOx indtil N 2 og H 2 O) Benzin: • 3 -vejs Katalytisk omformer • Oxidations Katalysator (CO og HC indtil CO 2 og H 2 O) • Reduktions Katalysator (NO indtil N 2 og O 2) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Brændstof kvalitet, Diesel: • Diesel er cetan afledt (C 10 H 22) • Cetan Numre: Indikere højere eller lavere kapasitet af brændstoffets • selvantændelighed ( lavere forsinkelse af selvantændelighed) • 15: lav selvantændelighed: isocetan • 100: høj selvantændelighed: cetan • Minimum cetan nummer krævet: 51 • Svovl indhold: mindre end 50 ppm Lav svovlholdigt brændstof • Eliminere afgivelsen af svovldioxider (SO 2) • reducere PM afgivelsen • Mindre end 10 pmm: Svovlfri brændstof (Fra 2009) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER FORURENINGS UDVIKLING OG KONTROL HC CO NOx PM Diesel Benzin www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER EUROPÆISKE ULEDNINGS STANDARDER Diesel Passager Motorkøretøjer 2. 5 t (værdier i g/km) Standard År CO HC HC + NOx PM Euro 1 1992 2. 72 - 0. 97 - 0. 14 Euro 2 - IDI 1996 1. 00 - 0. 70 - 0. 08 Euro 2 - DI 1999 1. 00 - 0. 90 - 0. 10 Euro 3 2001 0. 64 - 0. 56 0. 50 0. 05 Euro 4 2005 0. 50 - 0. 30 0. 25 0. 025 www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER ENERGI EFFEKTIVITET OMDREJNING Genereret Energi I en omdrejning af motoren, resultering af forbrændingen af brændstof [kg. m eller N. m]. 1 kg. m=9. 8 N. m Jo højere omdrejninger, des mere frigivet effektiv energi til mortorfarten KRAFT Genereret Energi pr. Enhed af tid [W eller CV]. 1 k. W = 1, 36 CV 1 CV = 0, 736 k. W www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER ENERGI EFFEKTIVITET Omdrejnings kurve • Viser distibueringen af omdrejninger sammen med hele motorens fartegenskaber, ved fuld motor opladning (for fuld gas). • Skal være så flad som mulig, da dette betyder god motor respons ved alle farter. • RPM x N. m (eller kg. m) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER ENERGI EFFEKTIVITET Kraft kurve • Viser dristibutionen af kraften sammen med hele motorens fartegenskaber, at ved fuld motoropladning (for fuld gas). • RPM x k. W (eller CV) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER ENERGI EFFEKTIVITET • CO 2 afgivelse pr. liter: Benzin en smule lavere Diesel • CO 2 afgivelse pr. km: Diesel buger mindre brændstof. . . …afgiver mindre CO 2 • Energi effektiviteten er en funktion af compressionen ratio • Diesel motorer bruger variable brændstof til luft ratios • Benzin motorer bruger en konstant tilførelse af luft ratio (støikiometisk: 14. 7 til 1), uanset hvilken fart og opladning • Diesel motorer har er drosselfri og luftindtaget til brandstof ratio ved idel fart kan gå helt ned til 100 til 1, og giver en bedre delvis brændstof effektivitet end benzin motore www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Theoretical engine efficiency ENERGY EFFICIENCY Petrol engines Diesel engines Compression ratio www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER ENERGI EFFEKTIVITET Nyttigt arbejde Losses Fart variationer Forbrændings tab Stoichiometric tab Friktions tab Ideal proces tab 87% Benzin motor, midtbys kørsel www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL vs. BENZIN Diesel Benzin Tilførsel Luft og brændstof Forbrænding Selvantændelig, pga. Det høje tryk og temperatur inden I cylinderen Gnist antændelig Brændstof Må fordampe hurtigt og være selvantændelig (højt cetan nummer) Må være resistent for selvantændelighed (højt oktan nummer) Højt tryk ratio Højest mulige (15 til 24) Begrænset for brandstof karaktaristika (9 til 12) Effektivitet ~35% Mindre end 30% Når det er muligt. Turbo opladning Forbedre effektiviteten og forbedre forbrændingen Ikke fælles, men er blevet en populær løsning www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER DIESEL vs. BENZIN Diesel Benzin Brændstof forbrug Lav Høj Brændstof pris Oftest lav, men det afhænger af skatten I landet Høj Vægt Tungere Lettere og mere kompakt Start Næsten med det samme Med det samme Vibration og støj Høj Lav Motor fart Begrænset af karakteristikken af cyklusen og brændstoffet Høj www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER BIL INDUSTRI – EN SPECIALITET I 1976, Wolkswagen kom op med en opfindelse“GTI”, men de registrerede den ikke. Næsten alle autofabrikanter brugte det!! Men, i 1991, Wolkswagen kom med en opfindelse “TDI” og registrede det. Resultatet blev… www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER BIL INDUSTRIEN – EN SPECIALITET TDI – VAG Group Ti. D - Saab JTD - Alfa, Fiat, Lancia D- 4 D - Toyota d - BMW D 5 - Volvo CRD - Chrysler, Jeep HDI - Peugeot, Citroën TDdi - Ford Di-D – Mitsubishi TDCi - Ford d. Ti - Renault CDTi - Honda d. Ci - Renault CRDi - Hyundai CDT – Rover Dv. Tdi – Mazda DTI – Opel Di. TD – Mazda CDI – Mercedes DDTi – Nissan www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Resume Fordele ved Diesel motorer: • Bedre energi effektivitet: Bruger mindre brændstof/energi (Arbejder ved højere kompressions ratio) Fordele ved Benzin motorer: • Bedre kold starter • Mindre støj og vibration • Mere elastisk (højere motorfart) • Lettere • Mere kraft i den samme str. motor www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Resume Investeringer i Diesel motore/teknologi medfører en: • Forbedret atomisation af brændstoffet (højere injektions tryk) • Forbedret flowet inden i cylinderen • optimeret injektionen for at reducere støj og vibration • maximeret kraft og omdrejninger uden at ofre brædsstof forbruget (optimere turboladningen) • optimeret brændstof injektionen og reducere brændstof forbruget (e. g. : injektion teknologien) www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Resume Olie virksomheder arbejder på: • Forbedre cetan nummeret • Mindske indholdet af svovl www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Tak til Prof. Tiago Farias Technical University of Lisbon www. transportlearning. net
ALTERNATIVE BRÆNDSTOFFER OG KØRETØJER Tak for din opmærksomhed! www. transportlearning. net
- Slides: 60