Insprutningens börvärde för en direktinsprutad dieselmotor

Sammanfattning

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.