Mootorite katselabor


Kontakt: Risto Ilves e-mail: risto.ilves@emu.ee Tel.: +372 58 161 529	Postiaadress: Biomajandustehnoloogiate õppetool Metsanduse ja inseneeria instituut Eesti Maaülikool Fr. R. Kreutzwaldi 56, 51006 Tartu
Teadus- ja arendustegevus: Alternatiivkütuste mõju uurimine diisel- ja bensiinimootorite efektiivsusparameetritele ning heitgaaside emissioonile; Mootori toitesüsteemide parendamine ja täiustamine; Sisepõlemisega kolbmootori simulatsioonimudelite väljatöötamine. Teenus: Kütuselisandite mõju uurimine sisepõlemismootoritele; Mootorikatsetuste ja seadistuse läbiviimine; Sisepõlemismootorite ja kütustega seotud arendustöö.

Õppetöö:

Spetsialistide ettevalmistamine, kes on võimelised konstrueerima, katsetama, diagnoosima ning remontima sise- ja välispõlemisega mootoreid.
Laboris läbiviidavad õppeained: TE.0250 Auto-traktori teooria ja arvutus TE.0936 Kemomotoloogia TE.0938 Sõiduki infosüsteemid TE.0937 Liikurmasinate diagnostika
	Labori üldvaated.

Tähtsamad publikatsioonid:

Ilves, Risto; Põldaru, Rauno; Annuk, Andres; Olt, Jüri (2022). The impact of a two-phase diesel fuel pilot injection on the compressed natural gas air–fuel mixture combustion process in a diesel engine. Transport, 37(5), 330−338. DOI: 10.3846/transport.2022.17938.

Raide, Veljo; Ilves, Risto; Olt, Jüri (2021). Developing and testing air-fuel mixture heating system for internal combustion engine. Proceedings of 20th International Scientific Conference ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT: 20th International Scientific Conference Engineering for Rural Development, May 26-28, 2021. Jelgava, Latvia: Latvia University of Life Sciences and Technologies, 1393−1401. DOI: 10.22616/ERDev.2021.20.TF299

Küüt, Keio; Ilves, Risto; Küüt, Arne; Olt, Jüri (2020). The Impact of the Bioethanol Fuel on the Exhaust Gas Emission of a Two-Stroke Engine. In: TRANSBALTICA XI: Transportation Science and Technology (185−192). Springer, Cham. (Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure). DOI: 10.1007/978-3-030-38666-5_19

Kaletnik, H.; Mazur, V.; Gunko, I.; Ryaboshapka, V.; Bulgakov, V.; Raide, V.; Ilves, R.; Olt, J. (2020). Study on performance of compression engine operated by biodiesel fuel. Agronomy Research, 18(S1), 862−887. DOI: 10.15159/AR.20.027

Ilves, Risto; Küüt, Arne; Olt, Jüri (2019). Ethanol as Internal Combustion Engine Fuel. In: Angelo Basile Adolfo Iulianelli Francesco Dalena T. Nejat Veziroglu (Ed.). Ethanol, 1st Edition. Science and Engineering (215−229). Elsevier.

Kägo, Riho; Ilves, Risto; Küüt, Arne; Olt, Jüri (2019). A Review of the Behavior of Fuel Drops in a Fuel Spray in the Context of Biofuels. Journal of Power Technologies, 99(3), 218−230.

Küüt, Arne; Ritslaid, Kaie; Küüt, Keio; Ilves, Risto; Olt, Jüri (2019). State of the Art on the Conventional Processes for Ethanol Production. In: Angelo Basile, Adolfo Iulianelli, Francesco Dalena, T. Nejat Veziroglu (Ed.). Ethanol, 1st Edition, Science and Engineering (61−101). Elsevier.

Raide, Veljo; Ilves, Risto; Küüt, Arne; Olt, Jüri (2018). Development of heat exchange reactor for preparation of air-fuel mixture in spark ignition engine. ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT, 2040−2047.

Küüt, Arne; Ilves, Risto; Küüt, Keio; Ritslaid, Kaie; Olt, Jüri (2018). Euroopa Liidu õigusaktide mõju vedelate biokütuse kasutamisele transpordisektoris. Taastuvate energiaallikate uurimine ja kasutamine: TEUK: 8. november 2018, Tartu, Eesti Maaülikool. Toim. Vollmer, Elis; Lehis, Margit. Eesti Maaülikool, 41−56.

Ilves, Risto; Küüt, Arne; Olt, Jüri (2018). Biodiislikütuse lisandi mõju diiselmootori põlemisprotsessile. Taastuvate energiaallikate uurimine ja kasutamine: TEUK: TEUK XX, 8. november 2018, Tartu, Eesti Maaülikool. Toim. Elis Vollmer, Margit Lehis. Eesti Maaülikool, 28−40.

Küüt, Arne; Ilves, Risto; Küüt, Keio; Raide, Veljo; Ritslaid, Kaie; Olt, Jüri (2017). Influence of European Union Directives on the Use of Liquid Biofuel in the Transport Sector. Procedia Engineering, 30−39.

Raide, Veljo; Ilves, Risto; Küüt, Arne; Küüt, Keio; Olt, Jüri (2017). Existing state of art of free-piston engines. Agronomy Research, 1204−1222.

Küüt, K.; Raide, V.; Ilves, R.; Küüt, A.; Olt, J. (2017). Endurance test methodology and assessment of common rail fuel supply system wear while using bioethanol fuels. Actual Tasks on Agricultural Engineering Conference Proceedings: 45th International symposium "Actual Tasks on Agricultural Engineering", Opatija, 21-24.02.2017. Ed. Igor Kovačev. University of Zagreb, Faculty of Agriculture: University of Zagreb, 111−119 [ilmumas].

Ilves, Risto; Küüt, Arne; Küüt, Keio; Olt, Jüri. (2017). IMPACT OF MULTIFUNCTIONAL BIODIESEL FUEL ADDITIVE ON DIESEL ENGINE COMBUSTION PROCESS. ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT, 369−377.

Vlasov, A.; Ilves, R.; Küüt, A.; Olt, J. (2016). Применение биоэтанола второго поколения в малообъемном двигателе и влияние на экологические показатели. Транспорт на альтернативном топливе, 50(2), 34−40.

Ilves, Risto; Küüt, Arne; Hönig, Vladimir; Olt, Jüri (2016). The Forming and Combustion of Dıesel Fuel and Bioethanol Air-Fuel Mıxtures in a Dual- Fuel Compression Ignition Engine. Proceedings: Sustainable Energy and Environmental Protection, Kayseri, Türgi, 21-26. september, 2016. Erciyes University, 216−227.

Projektid:
Eestisisesed teadus projektid:

	Taastuvate transpordikütuste tulevik Eestis: regulatsioonid ning kasutamine Lühiülevaade
T170043TIBT	Biokütuste mõju sisepõlemismootori saasteainete heitkogustele Aruanne 1 Aruanne 2	1.08.17 − 15.03.18
Arendusprojektid:
L180103TIBT	NovaEnergo OÜ poolt esitatud seadme NE-350 mõju diiselmootori võimsuslikele parameetritele ja heitgaaside emissioonile	12.02.18 – 16.02.18
L170238TIBT	Kütuselisandi FP4000 mõju diiselmootori võimsuslikele parameetritele ja heitgaaside emissioonile	27.09.17 – 09.10.17
8L160001TIPT	Kütusesegude segamise ja kihistumise uuring ning mootorikatsed	08.01.16 − 31.12.17
8-2/T12146TEPT	Addinoli kahetaktilise mootoriõli MZ 408 kasutusvõimaluste laiendamine	20.09.12 – 25.11.12
8-2/T12097TEPT	Modifitseeritud toite- ja süütesüsteemiga kolbmootori testimine, diagnoosimine ja häälestamine	06.06.12 – 22.06.12

Mootorite katselabori võimekus

Mootorite katselaboris on võimalik teha järgmisi katsetusi ja mõõtmisi:

Surve- ja sädesüütega mootorite katsetamine:

Mootorite võimsuskarakteristikute mõõtmine:
Mõõdetavateks parameetriteks on: pöördemoment, väntvõlli pöörlemissagedus, õhu- ja kütusekulu, mootori jahutusvedeliku ja õlitemperatuur, õlirõhk, sisselaskekollektori rõhk, heitgaaside temperatuur, heitgaasides sisalduvate ohtlike ühendite kontsentratsioon (CO, CO₂, NO_x, HC, suitsusus), mootori silindrirõhk tööprotsessis.
Mootorite häälestamine:
Mootori ökonoomsuslike ja võimsulike parameetrite optimeerimine vastavalt mootori sisselaskekollektori rõhule ja aktseleraatoripedaali asendile.
Mootorite diagnostika:
Mõõdetavateks diagnostikaparameetriteks on: mootori pöördemoment, põlemise rõhk silindris, kompressioon, pritse- ja/või süütenurk, õlirõhk, heitgaaside emissioon, elektrooniliste andurite/täiturite väljund- ja sisendsignaalid.

Diiseltoiteaparatuuride katsetamine:

Diagnostika ja remont:
Mootorite katselaboris on võimalik diagnoosida ja remontida järgmisi diiseltoiteaparatuure: ühisanum-tüüpi toiteaparatuurid, elektrooniliselt juhitavad aksiaalkolviga jaoturpumbad, mehaanilised reas- ja jaoturpumbad, elektrooniliste ja mehaaniliste pihustite kontrollimine.
Toiteaparatuuride töökarakteristikute mõõtmine: toiteaparatuuri kütuse etteanne sõltuvalt pihustusrõhust, pumba võlli pöörlemissagedusest, hammaslati asendist.
Kestvuskatsetused: mootorite katselaboris on võimalik teha kestvuskatseid, mille käigus selgitatakse välja näiteks kütuse mõju toiteaparatuuri tööpindade kulumisele.

Seadmed

Eesti Maaülikooli mootorite katselaboris on järgmised seadmed:

Mootorite katsestend Schenck Dynas3 LI 250 Mootori katsestend Schenck Dynas3 LI250, suurim mõõdetav pöördemoment 650 Nm. pidurdusvõimsus 250 kW, maksimaalne pöörlemissagedus 12000 p/min, mõõtetäpsus 0,1%. Seadme võimaldab läbi-viia mootorite koormuskatsetusi, et määrata mootorite võimsuslikud ja ökonoomsuslikud parameetrid. Katsemootoriteks laboris: Survesüütega mootor AVL (etalonmootor), toitesüsteem CR;
Engine Specifications: Bore 85 mm; Stroke 90 mm; Displacement 510 ccm; Max. speed 4200 rpm; Max. firing pressure 170 barMax. BMEP ~ 14 bar at 2300 rpm and supercharged operation; Max. output ~ 19 kW at 4200 rpm and supercharged operation; Compression ratio 17:1 (approx.).	Katsestend Schenck Dynas3 LI 250.	Schenck Dynas3 LI 250 üldvaade.

Kütusekulu mõõteseade AVL 7351 CME, õhukulu mõõteseade AVL FLOWSONIX AIR 100		Kütusekulu mõõteseade AVL 7351 CME.
Kütusekulu mõõteseade AVL 7351 CME, mõõteviga ≤ 0.12; õhukulu mõõteseade AVL FLOWSONIX AIR 100, mõõteviga: < ± 1%. Stendi üldnäitajad:
Mõõtevahemik: 0–125 kg h^-1 kui kütuse tihedus on 0.75 g cm^-³; Mõõteviga: 0.12%; Tiheduse mõõteviga: 0.0005 g cm^-³; Kasutatavad kütused: autobensiin, diislikütus, biodiislikütus, metanool, etanool, (erinevad kütuste segud).	Õhukulu mõõteseade AVL FLOWSONIX AIR 100.

Põlemisrõhu mõõteseade Moodul AVL 621 koos signaalivõimendiga AVL 2P2E
Seade ettenähtud surve- ja sädesüütega mootorite põlemisrõhu mõõtmiseks silindris:
Mõõtevahemik: 0–250 bar; Mõõteviga: ~ 0.2%; Graafikutena esitatav: rõhudiagramm sõltuvalt väntvõlli asendist ja rõhudiagramm sõltuvalt mahust. Rõhuandur (ränikristall) GH13P: mõõtetäpsusega ≤ 1.5%.
	AVL inditseerimiseade ja rõhumõõtmise diagrammid.

Heitgaase mõõteseade Bosch BEA 350 Mõõdetavad heitgaaside komponendid ja täpsus: CO measuring range 0.000– 0.00% vol Resolution 0.001% CO2 measuring range 0.00–18.00% vol Resolution 0.01% HC measuring range 0–9999 ppm vol Resolution 1 ppm vol O2 measuring range 0.00–22.00% vol Resolution 0.01% vol λ measuring range 0.500–9.999 Resolution 0.001 NOx measuring range 0–5000 ppm vol Resolution <= 1 ppm vol Degree of opacity 0–100% Resolution 0.1% Absorption coefficient 0–10 m^-1 Resolution 0.01 m^-1 Tahmaosakeste arv heitgaasides
Mõõteseadmed võimaldavad läbi viia mootorikatsetusi ning mõõta mootori võimsuslikke, ökonoomsuslikke parameetreid ja heitgaaside emissiooni. Mõõdetavateks parameetriteks on mootori pöördemoment, väntvõlli pöörlemissagedus, kütuse tunnikulu, õhukulu. Lisaks saab mõõta mootori heitgaaside emisiooni ja põlemisrõhku. Mootorkatsetusi saab läbi viia erinevate biokütustega/tavakütustega.

Mootorite diagnostikaseade Bosch FSA 740 Seade sisaldab: ostsilloskoopi, heitgaaside analüsaatorit BEA 350, diagnostikaseadet KTS 540, tarkvara EsiTronic ja FSA.	Diagnostikaseade ja heitgaaside analüsaator.
Diiseltoiteaparatuuride kasestend Dieselland SPN 308
Katsestend võimaldab katsetada: Ühisanum-tüüpi toiteaparatuure; Elektroonilisi aksiaalkolviga jaoturpumpasid; Mehaanilisi jaotur- ja reas-tüüpi kõrgrõhupumpasid. Diiseltoiteaparatuuride katsestend Dieselland SPN 308.	Mootorikatsetuste tulemusel saadakse graafikud, mis iseloomustavad mootori kütuskulu, võimsust, kasutegurit jne. Näitena toodud graafikute alusel saab võrrelda erinevate kütuste mõju mootorile, erinevate mootorite omadusi jne.
	Näide diiselmootori katsetulemustest.

Laboris tehtud tööde põhjal väljatöötatud patentsed lahendused: Kolbmootori küttesegu moodustamise meetod ja põimtoitesüsteem
Dokumendi nr: EE201100021	The invention belongs to the area of self-propelled machines, more specifically to the fuel supply systems of piston engines. In addition, the invention is used to supply piston engines with ethanol as additional fuel. What makes the formation of piston engine mixture peculiar is the fact that it is formed with both qualitative and quantitative forming methods at the same time whereas the alcohol fuel is injected into the combustion chamber of the piston engine in two stages. During the first stage of the two-staged quantitative injection, the alcohol fuel is aspirated into the pulverizer by directed air flow. When the air flow reaches the pulverizers, the alcohol fuel is broken into small particles and mixed with air. During the second stage which follows, jets of fuel particles are directed together and when in contact, fuel particles are additionally broken in the space between the pulverizers. The complex system of forming the mixture for piston engines includes a diesel feed system, an alcohol fuel feed system and an air pressure system connected with the alcohol fuel feed system whereas the alcohol fuel feed system includes an alcohol fuel mixing chamber with pulverizers. The latter are located in the corpus of the mixing chamber in pairs, face to face and uniaxially.
Lisatoitesüsteem vedelate biokütuste doseerimiseks sisepõlemismootoris
Dokumendi nr: EE201100077	The particular invention belongs to the field of fuel supply systems of internal combustion engines. More precisely, it is considered a multi injection system and is designed for producing an air fuel mixture out of different liquid fuels, including biofuels. It can also be used for dosing the mixture into the cylinder of an internal combustion engine. An additional fuel supply system for dosing liquid biofuels into an internal combustion engine includes an intake manifold, a fuel tank, a fuel pump, a fuel filter, a pressure regulator, and a fuel dosing system. The fuel dosing system includes a fuel doser, a fuel distributor and injectors for injecting the fuel behind the intake valve, whereas the fuel dosing system additionally includes a control module designed for directing the fuel doser electronically. The switching circuit of the mentioned control module is a transistor switching circuit. The fuel doser includes an electro-magnetic valve and a fuel distributor.
Lisatoitesüsteem vedelate biokütuste doseerimiseks survesüütega mootorisse
Dokumendi nr: EE 05741 B1	The invention belongs to the subject field of fuel supply systems of piston engines, to be more precise, to mono injection systems, and it is designed to form quality air fuel mixture from liquid fuels.The additional fuel supply system for dosing liquid biofuels into compression ignition engines consists of an intake manifold, an additional fuel tank, a delivery pump, a fuel pressure regulator, a fuel dosing apparatus which includes fuel dosers, pulverizer injectors and a corpus which connects these. Moreover, the additional fuel supply system additionally includes an electronical control unit which is designed for electronically controlling the dosing apparatus of the fuel according to engine's load. The particular control unit is for controlling the work of the additional fuel supply system on a compression ignition engine based on the data obtained from the rotational speed sensor of the crankshaft and the position sensor of the acceleration lever.