Hoppa till innehållet

Ny motorforskning främjar grön omställning

Publicerad: 3 november 2020

Ny forskning från Luleå tekniska universitet kan bidra till mer energieffektiva förbränningsmotorer. Något som på sikt kan innebära en minskning av koldioxidutsläpp och underlätta en grön omställning av den globala fordonsparken.

− Våra resultat visar upp till en femprocentig minskning av koldioxidutsläpp på varje förbränningsmotor och skulle våra rekommendationer tillämpas på en global skala kan det få väldigt positiva effekter för miljön, säger Aleks Vrcek, doktorand vid Luleå tekniska universitet.

Lägre friktion

Aleks Vrcek och doktorandkollegan Tobias Hultqvist har under fyra år undersökt möjligheterna till förbättrad energieffektivitet av förbränningsmotorer som en del i deras avhandlingsarbete. I studien, som är ett samarbete med Volvo Cars, har de tittat på möjligheterna att spara energi genom att byta ut konventionella glidlager i vevaxlar mot mer följsamma rullager på stor skala.

− I dag använder de flesta glidlager för vevaxeln i sina motorer, en metod med relativt dålig energieffektivitet på grund av att ytorna glider relativt varandra, vilket skapar mycket friktion. Vi har därför ersatt dessa med rullager och optimerat kontakterna för bästa resultat. Det har resulterat i lägre friktion och därigenom mer energieffektivitet, säger Tobias Hultqvist.

För att nå önskat resultat krävs det dock att alla delar i processen utvärderas, analyseras och testas.

− Faktorer som smörjmedel, ytfinhet och vilket material vevaxlarna är tillverkade av spelar en stor roll. Ändrar man det ena måste man även korrigera det andra. Vi har därför gjort en mängd simuleringar och experiment för att komma fram till de rekommendationer som vi nu har lämnat till Volvo Cars, berättar Aleks Vrcek och konstaterar att även om branschen går mot fullt elektriska bilar kommer stora delar av världens fordon drivas av förbränningsmotorer under den överskådliga framtiden.

− Den globala transportsektorn använder sig till stor del av fordon med förbränningsmotorer och det kommer ta år innan el-bilarna är fullt fungerande på en stor skala. Förhoppningen är att vår forskning kan vara en del av en grön omställning, inte minst genom att optimera motorerna i hybridbilar som ett steg på vägen.

Går att tillämpa brett

Forskningen som Aleks och Tobias ägnat sig åt i projektet kretsar kring vevaxlar i bilmotorer men kunskapen om hur material, smörjmedel, ytfinhet och friktion samspelar kan även användas i andra applikationer.

− Den här tekniken går att tillämpa väldigt brett, till exempel i växellådor för såväl hybridbilar som el-bilar. Allt maskineri som använder sig av liknande teknik kan dra nytta av vår forskning, säger Tobias Hultqvist. Han ser studien som en liten bricka i den stora omställning som krävs i branschen.

− Får vi mer energieffektiva mekaniska system så kommer det också att underlätta användandet av förnybara energiformer på sikt. Optimeringen av pålitliga rullager i maskineriet gör även att motorernas pålitlighet och varaktighet förbättras och då behöver vi inte producera lika mycket material till trasiga och utslitna motorer.

Tomas Johannesson är gruppchef på Volvo Cars och industriell handledare i projektet. Han ser stora vinster med den ökade kunskapsbas som forskningen ger.

− Vårt mål är att tillverka de bästa produkterna vilket innebär att varje liten del behöver utnyttjas till max, inga kompromisser tillåts. För att kunna leverera de bästa produkterna över tid så behöver vi kontinuerligt jobba med att öka vår kunskapsbas. Aleks och Tobias forskning bidrar till bättre dimensionerade tribologiska system i allmänhet och rullningslager i motormiljö i synnerhet. Delar av resultaten har redan använts i våra analyser av framtida produkter.

Att Volvo Cars väljer att samarbeta med universitetet beror på forskargruppens erkänt höga kompetens inom området.

− Luleå tekniska universitet passar som handen i handsken i just det här projektet. Deras klassiska maskinelementsfilosofi med experimentellt stöttad teori och teoretiskt stöttade experiment där man letar efter de största påverkansfaktorerna gör att man snabbt kommer framåt på obruten mark. Vad gäller tribologi är det allmänt känt att Luleå tekniska universitet har ett internationellt gott renommé.

Kontakt

Aleks Vrcek

Vrcek, Aleks -

Telefon: 0920-493593
Rum: E840 - Luleå»
Tobias Hultqvist

Hultqvist, Tobias -

Organisation: Maskinelement, Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Telefon: 0920-493592
Rum: E840 - Luleå»

Taggar