lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Motorer

Bengt Johansson (t h). Foto MIKAEL RISEDAL

Att köra en dieselmotor på bensin låter som ett allvarligt felgrepp. Men det kan faktiskt snart vara det effektivaste sättet att köra en motor och minimera klimatpåverkan – åtminstone så länge man accepterar fossila bränslen!

Och motorn måste i så fall vara intrimmad för att fungera på ett annorlunda sätt än de flesta motorer gör idag. Det berättar Bengt Johansson, professor i förbrännings-motorer vid Institutionen för Energivetenskaper på LTH.

– Min egen grupp har minskat lite i storlek efter Saabs fall. Men vi har sökt medel på andra håll för att försöka ersätta bortfallet, säger han.

Branschen och Energimyndigheten finansierar forskningen, ungefär 50/50. 14 medlemmar ingår i centrumbildningen, KCFP, och fyra nya är på väg. Universitetet skjuter till en tredjedel.

– Vi fick 89 miljoner för åren 2010–2014, då en ny fas startade. Det är en lång-siktig och bra satsning sedan 1995 som lett till internationella framgångar.

FÖR TIO ÅR SEDAN TALADE DU OM HCCI (HOMOGENOUS CHARGED COMPRESSION IGNITION) SOM FRAMTIDENS NYCKEL FÖR MOTORER. VAD TALAR DU OM IDAG?

– Nu det heter PPC, Partially Premixed Combustion, svarar Bengt Johansson. Det är en blandning av bränsle och luft som inte är perfekt blandad och därmed brinner fortare där det finns mer bränsle. Med rätt stratifiering blir förbränningen ännu bättre än med HCCI. Vi laborerar med tidpunkten för bränsleinsprutning och lyckas allra bäst med två insprutningar per cykel. Man kan säga att vi tagit ett halvt steg tillbaka och funnit nya möjligheter att nå fullständig förbränning och styra termo-dynamiken. Variabel kompression är ett annat medel vi använder.

– Samarbetet med Marcus Aldén och hans grupp på CECOST, som utvecklar optiska mätmetoder, är oerhört viktigt. Vi sampublicerar alltid våra rön.

Motorforskarna laborerar med olika kemiska bränslen med såväl oktantal som det motsatta begreppet cetantal, ett mått för lättantändlighet. Dieselmotorer har inte tändstift utan bränslet ska självantända i cylindern vid exakt rätt kolvläge. Bensin ska däremot inte självantända.

Båda HCCI och PPC är metoder att kombinera bensin- och dieselmotorernas egenskaper. Det är i det sammanhanget som bensin som bränsle i dieselmotorer prövats med framgång.

– På 90-talet rådde starkt tryck på att minska utsläppen av NOx, partiklar och kolväten, HCCI utvecklades som en lösning på det. Senare har fokus nästan helt gått över till CO2 och därmed mot verkningsgrad, ju effektivare förbränning desto mer effekt och mindre CO2.

– Nu är vi näst bäst i världen på verkningsgrad med 57 % indikerat i cylindern, alltså värme omvandlat till rörelse. Verkningsgraden totalt efter mekanisk friktion etc är cirka 50 %. RCCI, som utvecklats av Rolf Reitz vid University of Wisconsin-Madison, ligger på 59 %. Den teoretiska gränsen ligger runt 62–63 %, men det är en jobbig resa att ta sig dit.

Innan forskarna är ”framme” återstår många laserdiagram kvar att göra, det upp-skattas ta 5–6 år att ta reda på allt. En VR-ansökan har just skickats in för att söka medel att utforska strömningen i cylindern och andra detaljfrågor.

I DISKUSSIONEN OM BIOBRÄNSLEN, VAD HAR EN MOTORPROFESSOR ATT SÄGA OM ALTERNATIVEN?

– Etanol ger inget sot, har högt oktantal och klarar därför höga laster.

– Gasformiga bränslen är jobbiga i en PPC-motor, då det är svårt att uppnå till-räckligt högt tryck för insprutning i cykeln. Flytande naturgas är dock intressant för fartygsdrift och kan ge stora miljövinster. En fartygsmotor från Wärtsilä på 1 MW ska komma hit i augusti, den väger 15 ton, kostar 2 miljoner euro och har måtten 4,5x2x3 meter. Den har en cylinder och ska köras på gas.

Wärtsilä är intresserade av våra optikövningar. Vi har en industridoktorand med dem.

TEXT: MATS NYGREN