Hopp för dieseln? Ny spridarteknik sänker dieselns utsläpp till nästan noll

2370

Avbryt

Skriv svar

DennisCA

2 september 2022 · 247 Inlägg

Jag hörde om det först här på youtube:
https://www.youtube.com/watch?v=tuZqMPd7i9E

Som länkade till denna artikel:
https://www.scientificamerican.com/arti … ome-clean/

Jag försökte klippa ner till de viktigaste delarna.

What if diesel engines really could be fundamentally cleaner from the fuel burn onward, without the extra cost and bother of exhaust-aftertreatment systems that need regular refilling? Charles Mueller, a combustion scientist at Sandia National Laboratories, thinks he has found a way: place what amounts to a tiny version of a Bunsen burner—the lab-bench heater familiar to students in high-school science classrooms—in the diesel combustion chamber to promote better burning.

...

First, injectors spray diesel fuel at pressures as high as 200 megapascals—roughly half of the pressure produced by a water-jet cutter—into a cylinder. There, the emerging fuel droplets break down to bacterium-size as they travel at 600 meters per second—about the cruise speed of the supersonic Concorde airliner—and mix with air to form a “fuel-air charge.” Immediately thereafter, a plunging piston squeezes the charge to generate high pressure and thus heat, causing the fuel to self-ignite.

The diesel combustion process delivers greater energy efficiency than its gasoline counterpart but also releases toxic NOx emissions.

...

To get around this dilemma, engineers must find a way to burn diesel fuel fully—thus avoiding soot—while keeping temperatures low to avoid excess nitrogen oxide. Several years ago Mueller realized that more thoroughly premixing the fuel with air before ignition could be key to solving the problem, potentially allowing the charge to burn leaner (meaning less fuel-rich) at a lower temperature. But how could one achieve that mixing? The iconic Bunsen burner, with its vertical tube that creates a clean blue flame, came to mind.

“If you unscrew the tube and light the gas jet, you get a tall, sooty orange flame,” Mueller says. “But turn off the gas, screw the tube back on, relight the burner, and you get a nice, short blue flame.” He explains that the orange flame is colored by soot particles heated to incandescence. In contrast, the blue flame has fewer of those particles, because the burner consumes more of the fuel when its tube is in place.

...

Mueller calls his patented technology ducted fuel injection, or DFI. Over the past few years, his team’s DFI research has been funded by the U.S. Department of Energy’s Vehicle Technologies Office. Now Mueller and his colleagues hope to use his concept to try to create the first practical low-soot, low-NOx diesel engines, which, he says, would need less or no exhaust aftertreatment.

...

Mueller is optimistic about the new technology, particularly because it does not require the installation of entirely new engines. “DFI could be retrofitted onto existing engines,” he says. One of the initial applications could be “the large, million-dollar engines in ships and locomotives, where converting to electric power is cost-prohibitive. A retrofit would be affordable and offer immediate benefits.”

Låter ju verkligen intressant, speciellt om man kunde byta spridarna på en äldre dieselmotor och få ökad effektivitet. Det är oklart om tekniken kräver tryck på samma nivå som i ett common rail system eller om det går att applicera på äldre dieslar också.

Saab 900 "Turbo T16" (1990)

Growe Fri fart för ett fritt folk!

2 september 2022 · 13 736 Inlägg

dom har tidigare pratat om att teknik som skulle sänka utsläppen rejält var på gång.. men alla korkade politiker förstår ju inte speciellt mycket och ät totalt insönade på att elbilar är lösningen på alla problem. Men antar att politiker inte duger till något annat än att prata strunt och ha inbördesbeundran bara..

Kör fort så hinner inget hända...

Volvo V70 D5 (2002)

Volkswagen Polo 1.6Tdi "Biloptimering i Sverige" (2010)

Seat Arosa (1999)

DennisCA

2 september 2022 · 247 Inlägg

Nu hoppas jag vi kan hålla politiken utanför personligen.

Saab 900 "Turbo T16" (1990)

granadadr

2 september 2022 · 7 286 Inlägg

lite svårt att hålla politik utanför detta ämne tyvärr,, iom det är dem som satt käppar i hjulet för förbränningsmotorn och TVINGAR på oss elbilar,, samt gör elen dyrare för oss,, jag har egentligen inget emot elbilar som koncept,, MEN hur det genomförs,, tänk om man skulle gjort likadant med både datorer och mobiltelefoner,, dem fick utvecklas i sin egen takt, folk märkte SJÄLVA hur bra det är och allt är frid å fröjd,, men elbilar ska TRYCKAS ut,, å vi andra som ej kan ha en sådan får betala,, DET känns ganska surt

Ford Granada 2,8i "Turbo edition" (1985)

Ford Mondeo 2,2 "Brandbilen" (2010)

Ford Mondeo 2,2 Sport edition "Semesterbilen" (2010)

Ford Granada "COSWORTH"

zemet

2 september 2022 · 4 037 Inlägg

Jag jobbar inom dieselmotor utveckling.
Om detta fungerar så är det ju ganska snopet för vi lägger ganska många hundra miljoner varje år på vår avgas rening avdelning kan jag säga:D

Tyvärr så tror jag detta änu en gång är någon mirakelgrej som låter helt fantasiskt och som regeringar öser pengar över för att utveckla men som sedan aldrig kommer bli något av.

Som exempel på detta brukar jag tänka på waste heat recovery, kortfattat tar man värmen ifrån de varma avgaserna och gör en ångmaskin av som sedan hjälper till att driva motorn eller ladda batterier.

Det låter ju svinbra! Klart man skall ta till vara på all den onödiga energin och använda?!
Det projektet har sponsrats i 10+ år vad jag känner till.
Men det blir aldrig något av det för att det inte är kostnadseffektivt eller bättre för bränsleekonomin mer än ytterst marginellt.

Jag hoppas jag bara är en surgubbe och har fel dock, det hade ju varit helt fantastiskt om det faktiskt fungerade.

Tesla Model S P85D "LingonExpressen" (2015)

Lucif3r

2 september 2022 · 2 208 Inlägg

E85-floppen, anyone? Det här kommer säkert bli något liknande... Massa politiskt stöd som lika snabbt försvinner och sopas under mattan då det HELT PLÖTSLIGT upptäcks att något annat är bättre, som sedan visar sig vara ännu sämre... och så går vi runt igen...

Volvo V70 T5 (1997)

Volvo 945 FTT (1998)

DennisCA

2 september 2022 · 247 Inlägg

Såvitt jag ser är det privata företag som Ford och Caterpillar som vill fortsätta utveckla konceptet till färdiga produkter så det är nog upp till marknaden vid detta laget. Den initiala forskningen fick statsstöd men den fasen verkar vara över.

Saab 900 "Turbo T16" (1990)

Growe Fri fart för ett fritt folk!

2 september 2022 · 13 736 Inlägg

zemet skrev:
Jag jobbar inom dieselmotor utveckling.
Om detta fungerar så är det ju ganska snopet för vi lägger ganska många hundra miljoner varje år på vår avgas rening avdelning kan jag säga:D

Tyvärr så tror jag detta änu en gång är någon mirakelgrej som låter helt fantasiskt och som regeringar öser pengar över för att utveckla men som sedan aldrig kommer bli något av.

Som exempel på detta brukar jag tänka på waste heat recovery, kortfattat tar man värmen ifrån de varma avgaserna och gör en ångmaskin av som sedan hjälper till att driva motorn eller ladda batterier.

Det låter ju svinbra! Klart man skall ta till vara på all den onödiga energin och använda?!
Det projektet har sponsrats i 10+ år vad jag känner till.
Men det blir aldrig något av det för att det inte är kostnadseffektivt eller bättre för bränsleekonomin mer än ytterst marginellt.

Jag hoppas jag bara är en surgubbe och har fel dock, det hade ju varit helt fantastiskt om det faktiskt fungerade.

det har ju varit uppe tidigare att just mer effektiva och märkbart lägre utsläpp på just dieselmotorer.

att ersätta lastbilar och bussar med elfordon är istort sätt hopplöst.
det finns liksom inga möjligheter skulle vilja se den bussen som kan ligga i 100km/h i 4.5timme och lasta lika bra som min nuvrande Merceders Boggie buss.. finns liksom aldrig en chans i helvete.. jag kan köra 9timmar utan att ens behöva titta på tankmätaren och ligga med full last full gas och jag kan lätt och ledigt köra i 9timmar och endå ha 50mil kvar att köra innan tanken är tom. jag har inte ens tid att ladda fordonet om det inte finns laddare på dom mest omöjliga platser.. problemet nu är att dom som styr i alla länder är stora idioter och inte vet hur verkligheten ser ut och dom vägrar förstå och försöka göra att företag törs satsa på bättre bränlsen till våra nuvarande fordon och att utveckla motoerna ännu mer. för bara på 10år är skillnaden inorm inon utsläpp och förbrukning inom bussbranschen

Kör fort så hinner inget hända...

Volvo V70 D5 (2002)

Volkswagen Polo 1.6Tdi "Biloptimering i Sverige" (2010)

Seat Arosa (1999)

DennisCA

3 september 2022 · 247 Inlägg

Då jag tittar på bilderna på hur det ska funkar, ser det designat utifrån en modern diesel med direktinsprutning:

I en äldre diesel finns ju istället en blandningskammare. Jag får intrycket detta är lite som en blandningskammare åt en direktinsprutad diesel. Fast man undrar ju om principen ändå kunde appliceras för att förbättra blandningen i blandningskammaren på en äldre diesel.

Saab 900 "Turbo T16" (1990)

krambriw

3 september 2022 · 427 Inlägg

Målet med miljövänliga dieselbilar -> HVO100 eller liknande, då skulle dieselmotorn redan utan modifiering vara den mest miljövänliga. Vi kör på Preem sedan flera år som haft mest förnybart inblandat sedan länge, då gör man ju nått och dessutom tycker jag bilarna går minst lika bra

Hybrid_ Forum- och sitemoderator

3 september 2022 · 17 466 Inlägg

Varför går motorn? Diesel komprimeras och självantänder. Då omvandlas oljan till energi och diverse restprodukter med lägre energivärde. Fysikens lagar gäller och går inte att smita undan. Om några mirakelspridare skulle sänka förbrukningen drastiskt så visst, mindre skit ut ur avgasröret.

Men det fordonet eldar upp skapar restprodukter. Effektivare avgasrening kan jag köpa men Spridarteknik?

Tänk på 80-talet. Då körde hantverkarna Cheva Startcraft med V8-diesel. Det var tider det!

Growe Fri fart för ett fritt folk!

3 september 2022 · 13 736 Inlägg

Hybrid_ skrev:
Varför går motorn? Diesel komprimeras och självantänder. Då omvandlas oljan till energi och diverse restprodukter med lägre energivärde. Fysikens lagar gäller och går inte att smita undan. Om några mirakelspridare skulle sänka förbrukningen drastiskt så visst, mindre skit ut ur avgasröret.

Men det fordonet eldar upp skapar restprodukter. Effektivare avgasrening kan jag köpa men Spridarteknik?

Om man jämför när vi gick från mekaniska spridare till dagens comonrail teknik är ju utsläpps skillnad och förbruknings skillnaden ganska ordentlig samtidigt som man fick mer effekt på köpet. Bättre förbränning leder ju till mindre restprodukter och då kan även partikelfiltret rena bättre. Men idag är det nog NOx gaserna som är stora problemet utsläppen är ju extremt små på en modern diesel redan nu

Kör fort så hinner inget hända...

Volkswagen Polo 1.6Tdi "Biloptimering i Sverige" (2010)

Volvo V70 D5 (2002)

Seat Arosa (1999)

DennisCA

3 september 2022 · 247 Inlägg

Ser inte riktigt problemet. Det är ju samma princip bakom all förbränning, den bästa förbränningen är så komplett som möjligt och resulterar mest i Co2 som restprodukt och mindre mängd andra restprodukter. Desto ofullständingare förbränning, desto mera andra restprodukter som NOx och sot skapas. Så desto mera man kan förbättra förbränningen, genom att i detta fall förbättra blandningen av bränsle och luft, desto mera kan man minska på sådana restprodukter.

Ser inte hur det är att smita undan fysikens lagar. Dagens dieselförbränning är långt ifrån perfekt.

Saab 900 "Turbo T16" (1990)

twin_cam Smålänning

3 september 2022 · 7 877 Inlägg

Allt som kommer in måste gå ut, däremot kan en bättre spridare göra att det kommer ut mindre oförbränt skräp. Turbocompound är det enda sättet än sålänge att använda samma förbränning två gånger för att få mekanisk drift.

En expert är en person som gjort alla misstag som är möjliga att göra inom ett begränsat område!
Du kan ta smålänningen ur Småland, men du kan aldrig ta Småland ur smålänningen!

DennisCA

4 september 2022 · 247 Inlägg

Om man har bättre och mera fullständig förbränning av blandningen, då kan man också dra ner på mängden som sprutas in och bibehålla samma effekt. Om det inte finns nån, eller mindre, extra fri luft över efter förbränningen så är det mindre som kan bli till sot.

Jag googlade på det lite mera och inledningen var lite förvånande:
https://www.osti.gov/servlets/purl/1725838

DFI has been shown to attenuate soot emissions, increase NOx emissions (at constant charge dilution), and slightly decrease fuel-conversion efficiencies for most tested points.

...

The increase in NOx emissions with DFI is likely due to longer charge-gas residence times at higher temperatures, which arise from shorter combustion durations and advanced combustion phasing relative to CDC.

Ökning av NOx? Hur kan då den tidigare artikeln säga DFI löser detta problem också?

DFI aims to address the emissions issues of diesel engines without significant penalties in controllability or efficiency by achieving LLFC at higher load levels. DFI was created with the goal of enhancing the entrainment and mixing of charge-gas with fuel. This results in leaner mixtures at the lift-off length, which attenuates the formation of soot. Exhaust-gas recirculation (EGR) is effective at mitigating NOx emissions, but typically comes at a significant soot emissions penalty, especially at high levels of charge dilution. DFI avoids this penalty by attenuating the soot formation that would have been created with increased charge dilutions, thereby enabling the use of EGR for more-cost-effective NOx control over a wider range of conditions. A study by Ou et al. states that a 50% attenuation of engine-out NOx emissions could result in a 50% reduction in total aftertreatment system cost

Jaha, så det påstår att med DFI så kan man använda EGR system för att hantera NOx, men eftersom avgaserna har förbrännts så bra och utan sot, slipper man undan problemet att EGR systemet förvärrar sot-situationen.