Minskar bränsleförbrukning i lastbilsmotorer

Foto: Dan Boman

En ny modell för att redan på ritbordet undersöka hur nya idéer påverkar bränsleförbrukningen i stora dieselmotorer har utvecklats av en av världens ledande forskargrupper inom tribologi, vid Luleå tekniska universitet.

Tribologi handlar om ytor som rör sig mot varandra i till exempel motorer och hur friktion och nötning kan minskas genom bland annat effektiv smörjning.

– Vi tror att vi med den här utvecklingen av vår simuleringsmodell kan minska onödig friktion i väldigt hög grad, och därmed minska bränsleförbrukningen i en dieselmotor. Det sparar jättemycket miljö och pengar för fordonsindustrin, säger Andrew Spencer, forskare inom tribologi vid Luleå tekniska universitet, som samarbetat om detta med Scania CV.

Just nu pågår en stor internationell konferens i tribologi vid Luleå tekniska universitet. Omkring 150 deltagare från 26 olika länder som till exempel Kina, Indien, Sydamerika, Israel och USA är på plats. Vid Luleå tekniska universitet finns en av världens ledande forskargrupper inom tribologi, en forskargrupp som är föregångare på simulering, modellering och högteknologiska tester.

Ett område som forskargruppen i tribologi vid Luleå tekniska universitet satsar på är att minska bränsleförbrukningen i stora dieselmotorer. En dieselmotor som har för stark nötning av kolvringarna mot cylinderfodret gör att motorns kraft måste användas för att övervinna friktionen, och det blir onödiga bränsleförluster. Det kostar pengar och ger onödiga koldioxidutsläpp. Samtidigt måste kolvringarna ligga så tätt som möjligt mot cylinderfodret för att förbränningsgaserna inte ska läcka ut mellan kolv och cylinder, så att motorn därigenom tappar verkningsgrad och drar mer bränsle.

Det är dessa problem Andrew Spencer har studerat, simuleringsvägen och därifrån utvecklat en modell för att testa energieffektiviteten i stora dieselmotorer. Han har undersökt hur man redan på ritbordet, via simulering, på en och samma gång kan mäta både friktionen och hur tjock smörjfilmen är mellan det aktuella cylinderfodret och kolvringarna i en lastbilsmotor. Det visar hur friktion och tätningsförmåga samverkar, och hur bra tätning och liten friktion kan optimeras för att minska bränsleförbrukningen i lastbilsmotorer. Vid sidan av simuleringen har han gjort experiment i en testrigg för att utvärdera resultaten.

Utvecklingsarbetet har skett i nära samarbete med Scania, som nu kommer att använda sig av simuleringsmodellen för sin framtida utveckling av motorer.

– För fordonsindustrin är fokus just nu att sänka energiförbrukningen i motorerna. Man vill ha en så tunn smörjfilm som möjligt mot cylindern, men samtidigt tillräckligt tjock för att undvika friktion. Via vår nya modell kan man simulera fram vad som är optimalt och slipper besvärliga tester. Fullskaliga tester kostar enormt stora summor för fordonsindustrin, nu kan vi reducera den kostnaden, säger Andrew Spencer.

Hans resultat har nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriftenInstitution of Mechanical Engineers. Proceedings. PartJ:Journal of Engineering Tribology.

Upplysningar: Andrew Spencer, forskare vid Luleå tekniska universitet 0920 491038, Andreas Almqvist, forskare vid Luleå tekniska universitet 0920 49 24 07