Vaasan yliopiston opinnäytteet

Teknillinen tiedekunta, 2017

Isola, Pekka

Ruiskutuksen mittauspenkin suunnittelu

Ohjaaja/Valvoja (DI):
Jukka Kiijärvi/Seppo Niemi
Tutkinto:
Diplomi-insinööri
Pääaine:
Energiatekniikka
Koulutusohjelma:
Sähkö- ja energiatekniikan koulutusohjelma (DI)
Tutkielman kieli:
Suomi
Sivumäärä:
63
Polttoaineen ruiskutus vaikuttaa merkittävästi puristussytytteisen polttomoottorin palamiseen. Tämän vuoksi moottorin hyötysuhde, teho ja päästöt riippuvat ruiskutuksesta. Ruiskutuksessa polttoainesuihku hajoaa pisaroiksi kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa suihku hajoaa turbulentin virtauksen ja kavitoinnin seurauksena. Toisessa vaiheessa suihku hajoaa aerodynaamisten voimien vaikutuksesta.

Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella ruiskutustutkimuksessa käytettävä mittauspenkki. Ruiskutus on jatkuvaa virtausta ruiskutusventtiilin yhden suutinreiän kautta. Mitattavia asioita ovat massavirta ja polttoainesuihkun aiheuttama voima. Työ oli osa Tekesin rahoittamaa FLEXe-ohjelmaa, joka oli käynnissä vuosina 2015 ja 2016.

Teoriaosuudessa esiteltiin ruiskutuksen teoriaa ja ruiskutuksen vaikutusta päästöihin. Virtauksesta ruiskutusventtiilin reiässä kerrottiin lyhyesti. Kolme tilavuusvirran mittaamisen menetelmää esiteltiin. Tutkimuslaitteistossa käytettävän ruiskutusjärjestelmän pääkomponentit esiteltiin. Aiempia tutkimustuloksia käytiin läpi.

Suunnitteluosuudessa mitoitettiin ja valittiin sopiva voima-anturi. Korkeapainepumppua käyttävän sähkömoottorin teho laskettiin. Ruiskutusventtiiliin ja suutinkärkeen tehtiin muutoksia, jotta polttoainevirtaus saadaan jatkuvaksi. Paineastia suunniteltiin pintapuolisesti. Sen päärakenne ja varustelu selviävät diplomityöstä. Mittauslaitteistossa polttoaine ruiskutetaan paineastiaan, joka paineistettu typpikaasulla. Typpeä käytetään, jotta polttoaine ei syty.
Avainsanat:
Polttoaineen ruiskutus, ruiskutusjärjestelmä, mittauspenkki, suunnittelu, puristussytytteinen polttomoottori
© Tritonia 2014-2019