En dieselmotors prestanda är till stor del styrd av turboladdningssystemet. Svagheten hos konventionella turboladdare är att de inte förmår att följa en kolvmotors flödeskarakteristik. En kolvmotors flödeskarakteristik är nära nog linjär med motorvarvtalet medan en turbin har en olinjär flödeskarakteristik. Detta leder till otillräcklig luftmängd vid låga motorvarvtal och vid höga motorvarvtal till höga turbovarvtal, vilket resulterar i försämrad bränsleförbrukning och ökade avgasemissioner.
Genom att förse turbinen med reglerbara ledskenor framför rotorn kan
turbinens strömningsarea varieras och därmed turbinens flödeskarakteristik. Effekten som turbinen producerar för att driva kompressorn är beroende av tillgänglig expansion av avgaserna över turbinen. Vid ett givet motorvarvtal kan därför expansionen över turbinen ökas genom att ledskenornas öppning minskas. Kompressorn levererar då mer luft till motorn och flödet anpassas till aktuellt behov.
Genom att anpassa ledskenornas position för varje kombination av
motorvarv och last kan därför luftmängden till motorn styras. Den
erhållna flexibiliteten av luftmängden utgör ytterligare en parameter
för optimering av olika egenskaper hos motorn. Flexibiliteten av
luftmängd kan utnyttjas för optimering av emissioner och
bränsleförbrukning samt för att anpassa motorns momentkarakteristik för
aktuellt användningsområde.
En modern motor utgör ett komplext system där även andra funktioner
regleras såsom styrning av bränsleinsprutning och avgasåterscirkulation.
Vid reglering av turboaggregatet påverkas grundläggande parametrar,
vilket i sin tur ger en återkoppling på övrig reglering. Komplexiteten
ökar ytterligare, särskilt genom kravet på att motorn skall ha goda
egenskaper både vid stationärt driftsförhållande och under acceleration.
Arbetet i avhandlingen har utförts som experimentella studier. Ralf
Barkhage har analyserat inverkan av parametrar som påverkas av turbinens
reglering vid olika driftstillstånd samt dessa parametrars inverkan på
bränsleförbrukning och emissioner. Studierna har utförts både vid
stationära förhållanden och under acceleration.
Resultatet av studierna visar att med anpassning av turbinens expansion
kan motorn optimeras ytterligare och därigenom bli effektivare och mer
miljövänlig.
Avhandlingen: “Evaluation of a Variable Nozzle Turbine Turbocharger on a
Diesel Engine under Steady and Transient Conditions” försvarades vid en
offentlig disputation på Chalmers tekniska högskola den 19 april.
Ralf Barkhage har utfört arbetet som industridoktorand och projektet har
huvudsakligen finansierats av Volvo. För närvarande arbetar Ralf
Barkhage bland annat med turboladdning och gasväxling som konsult inom
Endevor Engineering AB.
För mer information kontakta:
Ralf Barkhage, Endevor Engineering AB, tel: 0302 21351, 0705-521351
e-post:boost@endevor.se
5 juni, 2023 - Chalmers tekniska högskola
Tunga lastbilar som transporterar last långa sträckor har tidigare ansetts vara olönsamma att elektrifiera. Men nu har forskare på Chalmers visat att det kan vara billigare att köra tunga lastbilar på el än på diesel. − Jag är själv förvånad över resultaten och hoppas att fler åkerier och lastbilstillverkare vågar satsa på elektrifiering nu när […]
31 maj, 2023 - Chalmers tekniska högskola
I takt med att allt fler elbilar rullar på Europas vägar ökar också användningen av de kritiska metaller som krävs för till exempel elmotorer och elektronik. Med dagens råvaruproduktion kommer metallerna inte räcka till framöver – inte ens om återvinningen ökar. Det visar en stor Chalmersledd kartläggning, som har gjorts på uppdrag av EU-kommissionen.
Kartläggningen, som går tillbaka ända till 2006, visar att andelen kritiska metaller har ökat kraftigt i fordonen, en utveckling som forskarna bedömer kommer fortsätta. Flera av de sällsynta jordartsmetallerna är några av de metaller som har ökat mest.
– Neodym och dysprosium har ökat med runt 400 respektive 1700 procent i nya bilar under perioden, och detta redan innan elektrifieringen slagit igenom. Guld och silver, som inte listas som kritiska metaller men har stort ekonomiskt värde, har ökat med omkring 80 procent, säger Maria Ljunggren, docent i hållbara materialsystem, institutionen för teknikens ekonomi och organisation, Chalmers.
22 maj, 2023 - Chalmers tekniska högskola
I den snabbt ökande förtätningen av våra städer bygger vi i omedelbar närhet till vägar och trafikleder, mark som för bara ett decennium sedan ansågs otänkbar att bebygga. Att buller kan vara negativt för människors hälsa är känt, men ny forskning från Chalmers visar att koncentrationsförmågan kan påverkas betydligt av trafikbuller på så låg nivå […]
11 maj, 2023 - Chalmers tekniska högskola
Studenter i Sverige är positiva till AI-verktyg som ChatGPT i studierna, men 62 procent tycker att det är fusk att använda chatbotar i samband med examination. Var gränsen för fusk går är däremot högst oklart. Det visar en enkät från Chalmers, som är först ut i Europa med en storskalig studie som undersöker studenters förhållande […]
Expertsvar, Vetenskapsrådet, Hantverkargatan 11B, Stockholm, Telefon 08 546 44 000
Postadress Box 1035, 101 38 Stockholm, expertsvar@vr.se
Information om kakor öppnas i nytt fönster
